科学家构建迄今规模最大动物大脑模拟系统：完整复现小鼠 900 万神经元、260 亿个突触

11 月 17 日消息，日本理化学研究所（RIKEN）的科研人员通过日本“富岳”超级计算机完成了一项大规模脑科学模拟研究，构建了小鼠整个大脑皮层的生物物理详细模型。

研究团队在其中构建了由 900 万个物理神经元与 260 亿个突触组成的小鼠全脑皮层数字模型，覆盖 86 个相互连接的脑区（基于 AMBC Atlas 定义的 86 个皮层区域，43 个每半球），这也是人类迄今为止规模最大、细节最丰富的动物大脑模拟系统。

相关论文已于 2025 年 8 月 15 日被 SC25 接受（注：会议于 11 月 16 至 21 日在美国圣路易斯举行），演示将于当地时间 11 月 20 日进行，目前仅公布了初步资料集。

研究人员指出，理解大脑仍是一项主要科学挑战，因为其结构与功能高度复杂，与人工神经网络相比，生物大脑具有多样且关键的生物物理特性。随着大量标准化的解剖学与生理学数据逐步公开，利用这些数据构建精确的数字化大脑模型成为一种新的研究路径。

在这项研究中，团队开发并优化了一套轻量级生物物理神经元模拟器，针对日本超级计算机“富岳”的架构进行性能提升。

基准测试显示，该模拟器在最多 152,064 个计算节点上取得了良好的强扩展性，并达成 7.13 petaflops 的性能表现。在更接近实际应用的场景中，研究人员利用“富岳”全部 145,728 个节点，完成了小鼠整个大脑皮层的模拟运行，且具有亚细胞分辨率。

研究结果表明，当前的高性能计算技术已经具备支撑构建哺乳动物全脑数字复制模型的能力，为未来更大规模、更高精度的大脑模拟奠定基础。