Ученые воспроизвели кору головного мозга на компьютере – подробнее о научном прорыве

В конце 2025 года нейробиологи и специалисты по компьютерному моделированию представили результат, который долгое время считался технически недостижимым: кора головного мозга мыши была воспроизведена в виде работающей компьютерной модели с учетом реального электрического поведения нейронов и структуры их связей. Подробнее читайте в статье а.

Что именно представляет собой эта модель?

В публикациях проект часто называют «цифровым мозгом», но правильнее говорить о биофизически реалистичной симуляции коры головного мозга мыши. Принципиальное отличие этой модели от абстрактных нейронных сетей состоит в том, что нейроны в ней подчиняются физическим и биологическим законам: учитываются электрические потенциалы, различия между типами клеток и способы передачи сигналов через синапсы.

По словам разработчиков, модель включает около девяти-десяти миллионов нейронов и примерно 26 миллиардов синаптических связей. Это уже не локальный фрагмент ткани, а попытка собрать функционально целостную модель коры. При этом особое внимание авторы уделили сохранению реальной архитектуры связей: важно не просто получить активность, а добиться того, чтобы она возникала по тем же причинам, что и в живом мозге.

Восстание из мертвых: как ученым удалось оживить мозг и сердце

Один из соавторов проекта Антон Архипов подчеркнул, что маленькие модели иногда демонстрируют похожее поведение, но по неверным биологическим причинам. Его слова приводит «Популярная механика». При этом упор делается на воспроизведение механизма, а не только результата.

Почему это возможно только на суперкомпьютере?

Модель такого уровня детализации требует огромных вычислительных ресурсов. В отличие от визуализации или статистических расчетов, моделирование должно постоянно рассчитывать изменения электрического состояния миллионов клеток и миллиардов соединений во времени и пространстве.

Поэтому проект опирается на возможности Fugaku и ее способность масштабироваться на десятки и сотни тысяч вычислительных узлов. В материалах, представленных на конференции SC’25, прямо говорилось, что расчеты проводились в полном масштабе системы — более 145 тысяч узлов.

Использование Фугаку здесь не является демонстрацией технологической мощи ради эффекта. Это техническая необходимость: при меньшем количестве ресурсов модель либо теряет биологическую точность, либо становится непригодной с точки зрения скорости и объема памяти.

Отличие от искусственного интеллекта

Несмотря на внешнюю схожесть терминов, цифровая модель коры головного мозга не имеет прямого отношения к современным системам искусственного интеллекта. Модели ИИ обучаются на данных и оптимизируют конкретный результат — распознавание изображений, перевод текста, прогнозирование. Их внутренняя структура выбрана из соображений эффективности, а не биологической правдоподобности.

В данном случае цель противоположная: воспроизвести реальную нейробиологию, даже если это требует больших вычислительных затрат и не дает полезного результата в прикладном смысле. Это исследовательский инструмент, а не машина для решения проблем.

Зачем нейробиологии такой инструмент?

Основным ограничением классической нейробиологии является невозможность наблюдать мозг как единую систему. В экспериментах обычно фиксируют активность отдельных областей или групп нейронов, часто косвенно. Цифровая модель позволяет рассматривать кору головного мозга как целостную сеть и проверять причинно-следственные гипотезы.

Практическая ценность такого подхода особенно заметна при изучении заболеваний. В модели можно искусственно изменять параметры отдельных типов клеток, ослаблять или усиливать связи, нарушать баланс возбуждения и торможения — и смотреть, как это влияет на работу всей сети.

Это важно для состояний, которым существует множество конкурирующих объяснений: эпилепсия, нейродегенеративные заболевания, нарушения развития. В живом мозге такие эксперименты либо невозможны, либо ограничены этически и технически; в моделировании они становятся повторяемыми и управляемыми.

Ограничения исследования

Авторы исследования подчеркивают, что текущая модель является доказательством осуществимости подхода, но еще не его завершенной формой. В ней еще не в полной мере учтены процессы пластичности — изменения связей под влиянием опыта, а также роль нейромодуляторов, химически корректирующих работу нейронных сетей.

Кроме того, кора головного мозга не функционирует изолированно. Подкорковые структуры, сенсорная информация и телесная обратная связь играют решающую роль, и без них модель остается неполной.

Отдельно подчеркивается, что проект не дает оснований говорить о цифровом сознании. Наука до сих пор не имеет универсального критерия, который позволил бы определить наличие сознания даже у живых организмов, не говоря уже о симуляциях.

Таким образом, ключевое значение работы заключается в сочетании трех факторов: появления детальных карт коры головного мозга, наличия инфраструктуры для их обработки и изменения научного запроса - от наблюдения к проверке гипотез. По сути, сегодня нейробиология делает шаг к инженерному подходу, используя моделирование в качестве средства системного анализа.

Ранее мы писали о том, можно ли создать цифровую копию человеческого сознания.