Un superordinateur conçoit un cerveau virtuel d’un réalisme inédit

Un superordinateur vient de franchir une étape majeure en modélisant un cerveau virtuel d’un réalisme inédit. Cette avancée technologique marque un tournant pour la recherche sur le fonctionnement cérébral et ouvre de nouvelles perspectives en neurosciences.

Un bond spectaculaire dans la modélisation cérébrale

Les efforts conjoints des chercheurs de l’Allen Institute (États-Unis) et de l’University of Electro-Communications (Japon) viennent de franchir un cap remarquable : la création d’une simulation numérique du cortex entier d’une souris. L’objectif ? Approfondir la compréhension du fonctionnement cérébral, si complexe à décrypter sur des cerveaux vivants – et préparer le terrain à de futures avancées contre des pathologies comme la maladie d’Alzheimer.

L’impressionnante puissance du supercalculateur Fugaku

Pour aboutir à ce modèle inédit, l’équipe s’est appuyée sur le supercalculateur japonais Fugaku. « Fugaku est utilisé dans divers champs scientifiques, notamment pour la découverte de médicaments ou encore l’astronomie. Cette fois, il a servi à une simulation neuronale d’envergure », détaille le professeur Tadashi Yamazaki. Grâce à cette puissance inégalée, neuf millions de neurones et pas moins de vingt-six milliards de synapses ont pu être virtualisés en interaction au sein de 86 régions cérébrales interconnectées. En guise de comparaison, le cerveau complet d’une souris compte environ 70 millions de neurones – condensés dans un volume équivalent à une amande.

Nouvelles perspectives pour la recherche sur le cerveau

Ce modèle ne se contente pas d’être exhaustif ; il offre aussi aux scientifiques un outil inédit pour observer, en trois dimensions et en mouvement, les interactions fines entre neurones : propagation d’une crise d’épilepsie, circulation des ondes cérébrales impliquées dans l’attention, voire exploration des processus liés à la conscience. Le tout, sans recourir aux examens invasifs habituels. Pour fluidifier ces analyses colossales, les chercheurs ont mis au point un nouveau logiciel dédié au traitement efficace des signaux cérébraux.

À titre d’exemple, les applications envisagées sont multiples :

• Explorer comment les deux hémisphères interagissent ou synchronisent leurs activités ;
• Tester diverses hypothèses sur la dynamique des troubles neurologiques.

L’avenir : vers la simulation du cerveau humain ?

La communauté scientifique salue déjà cette prouesse comme une étape technique clé ouvrant la voie à des modèles toujours plus ambitieux. Anton Arkhipov confie ainsi : « Cela prouve que nous pouvons désormais simuler efficacement des cerveaux entiers si nous avons suffisamment de ressources informatiques. Notre objectif ultime reste la modélisation complète du cerveau humain. » Reste que chaque avancée rapproche un peu plus chercheurs et cliniciens d’une compréhension inédite du fonctionnement – et du dérèglement – du plus mystérieux organe vivant.