{"id":252960,"date":"2025-11-24T10:15:10","date_gmt":"2025-11-24T10:15:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/252960\/"},"modified":"2025-11-24T10:15:10","modified_gmt":"2025-11-24T10:15:10","slug":"una-supersimulacion-revoluciona-la-neurociencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/252960\/","title":{"rendered":"una supersimulaci\u00f3n revoluciona la neurociencia"},"content":{"rendered":"<p class=\"ft-text\"><strong>Un equipo internacional ha reproducido el funcionamiento completo de la corteza cerebral de un rat\u00f3n en la supercomputadora Fugaku, capturando cada neurona, cada sinapsis, cada din\u00e1mica celular con fidelidad biof\u00edsica. El resultado desaf\u00eda un siglo de neurociencia fragmentaria: ciertos fen\u00f3menos cerebrales permanecen invisibles hasta que se observa el sistema funcionando como una unidad integrada.<\/strong><\/p>\n<p class=\"ft-text\">Un equipo de investigadores ha logrado simular el funcionamiento completo de la corteza cerebral de un rat\u00f3n a nivel microsc\u00f3pico, reproduciendo hasta el \u00faltimo detalle la din\u00e1mica de nueve millones de neuronas y veintis\u00e9is mil millones de sinapsis.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Este avance representa un cambio fundamental en c\u00f3mo podemos estudiar y comprender el cerebro de los mam\u00edferos, incluyendo potencialmente el nuestro. El equipo internacional present\u00f3 estos resultados la semana pasada en la\u00a0<a class=\"ft-link ft-link--decoration\" href=\"https:\/\/sc25.supercomputing.org\/\" rel=\"nofollow noopener\" target=\"_blank\">conferencia SC25 sobre computaci\u00f3n de alto rendimiento<\/a>, donde compartieron los\u00a0<a class=\"ft-link ft-link--decoration\" href=\"https:\/\/dl.acm.org\/doi\/10.1145\/3712285.3759819\" rel=\"nofollow noopener\" target=\"_blank\">detalles t\u00e9cnicos<\/a>\u00a0de su investigaci\u00f3n.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">La simulaci\u00f3n se ejecut\u00f3 en <strong>Fugaku<\/strong>, la supercomputadora insignia de Jap\u00f3n, utilizando pr\u00e1cticamente toda su capacidad: 145.728 nodos de computaci\u00f3n trabajando al un\u00edsono. Lo que hace especialmente relevante este trabajo es que no se trata de una aproximaci\u00f3n simplificada. Cada neurona del modelo conserva sus propiedades biof\u00edsicas reales: su morfolog\u00eda caracter\u00edstica, los canales i\u00f3nicos que determinan su comportamiento el\u00e9ctrico, las concentraciones de calcio intracelular y la capacidad de emitir pulsos el\u00e9ctricos de manera no lineal. En otras palabras, las neuronas virtuales se comportan como sus contrapartes biol\u00f3gicas.<\/p>\n<p>Datos clave de esta investigaci\u00f3n<\/p>\n<ul class=\"ft-list ft-list--primary\">\n<li class=\"ft-list__item\"><strong>Hallazgo principal:<\/strong> Simulaci\u00f3n completa de la corteza cerebral del rat\u00f3n con nueve millones de neuronas y veintis\u00e9is mil millones de sinapsis a nivel microsc\u00f3pico, revelando patrones de sincronizaci\u00f3n interhemisf\u00e9rica emergentes imposibles de detectar en modelos parciales.<\/li>\n<li class=\"ft-list__item\"><strong>Metodolog\u00eda:<\/strong> Ejecuci\u00f3n en la supercomputadora Fugaku utilizando 145.728 nodos de computaci\u00f3n con el simulador Neulite, un software optimizado que reproduce fielmente las propiedades biof\u00edsicas reales de cada neurona, incluyendo canales i\u00f3nicos, morfolog\u00eda y din\u00e1mica no lineal.<\/li>\n<li class=\"ft-list__item\"><strong>Resultado destacado:<\/strong> Detecci\u00f3n de oscilaciones sincronizadas a diez hercios en neuronas inhibitorias de \u00e1reas frontales en ambos hemisferios cerebrales, demostrando que ciertos fen\u00f3menos neurales solo emergen cuando se modela la corteza completa sin simplificaciones.<\/li>\n<li class=\"ft-list__item\"><strong>Escalabilidad computacional:<\/strong> El simulador alcanz\u00f3 7.35 petaflops de rendimiento pico y requiere apenas treinta y dos segundos de tiempo real para calcular un segundo de actividad virtual de toda la corteza del rat\u00f3n, abriendo caminos para experimentaci\u00f3n computacional sistem\u00e1tica.<\/li>\n<li class=\"ft-list__item\"><strong>Proyecci\u00f3n futura:<\/strong> Una corteza de mono podr\u00eda simularse a este nivel de detalle con Fugaku a plena capacidad, mientras que la corteza humana podr\u00eda alcanzarse tecnol\u00f3gicamente alrededor del a\u00f1o 2044, permitiendo estudios de trastornos neurol\u00f3gicos y desarrollo de inteligencia artificial inspirada en el cerebro con eficiencia energ\u00e9tica comparable al biol\u00f3gico.<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"ft-text\"><strong>Referencia<\/strong><\/p>\n<p class=\"ft-text\">Microscopic-Level Mouse Whole Cortex Simulation Composed of 9 Million Biophysical Neurons and 26 Billion Synapses on the Supercomputer Fugaku. Rin Kuriyama et al. SC &#8217;25: Proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis, Pages 2158 \u2013 2171. DOI:https:\/\/doi.org\/10.1145\/3712285.3759819<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Representaci\u00f3n con c\u00f3digo de colores de la corteza cerebral de un rat\u00f3n que simula la actividad de las c\u00e9lulas cerebrales. (Video v\u00eda Allen Institute).<\/p>\n<p>Neulite, la clave<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Para hacer posible esta haza\u00f1a computacional, los investigadores desarrollaron Neulite, un simulador ligero espec\u00edficamente optimizado para Fugaku. La arquitectura del software aprovecha la estructura jer\u00e1rquica de la supercomputadora mediante una estrategia de paralelizaci\u00f3n que opera simult\u00e1neamente a tres niveles: MPI para distribuir el trabajo entre nodos de computaci\u00f3n, OpenMP para aprovechar los n\u00facleos dentro de cada nodo, y las extensiones vectoriales escalables (SVE) para ejecutar operaciones SIMD de 512 bits. Esta organizaci\u00f3n permiti\u00f3 alcanzar <strong>un rendimiento pico de 7.35 petaflops <\/strong>cuando se us\u00f3 el sistema a plena capacidad.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">El modelo anat\u00f3mico reproduce fielmente la organizaci\u00f3n de la corteza del rat\u00f3n. Las neuronas se distribuyen en 86 regiones correspondientes a 43 \u00e1reas isocorticales en ambos hemisferios, siguiendo el Marco de Coordenadas Com\u00fan del Cerebro del Rat\u00f3n del Allen Institute. Cada regi\u00f3n mantiene la estructura columnar vertical caracter\u00edstica de la corteza, con cinco capas en las \u00e1reas motoras y seis en las sensoriales. El modelo incluye cuarenta y ocho tipos diferentes de neuronas, cada uno con sus propias morfolog\u00edas y par\u00e1metros fisiol\u00f3gicos espec\u00edficos, mientras que las conexiones sin\u00e1pticas se estimaron bas\u00e1ndose en datos reales del conectoma mesosc\u00f3pico del rat\u00f3n.<\/p>\n<p>Sincronizaci\u00f3n entre hemisferios: mucho m\u00e1s que dos<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Los resultados revelaron un patr\u00f3n inesperado. Aunque la mayor\u00eda de las neuronas emit\u00edan impulsos de manera relativamente uniforme o permanec\u00edan silenciosas al recibir una corriente t\u00f3nica constante, ciertos grupos de neuronas inhibitorias en las capas 2\/3 de las \u00e1reas 21 y 22 \u2014correspondientes al polo frontal izquierdo y derecho\u2014 exhibieron actividad sincronizada a aproximadamente diez hercios. Este patr\u00f3n de oscilaci\u00f3n no ocurri\u00f3 de manera aislada en cada hemisferio.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Al calcular la correlaci\u00f3n cruzada entre las actividades poblacionales de ambos hemisferios, los investigadores observaron una clara oscilaci\u00f3n a la misma frecuencia, lo que sugiere una <strong>sincronizaci\u00f3n interhemisf\u00e9rica<\/strong>. Este tipo de fen\u00f3meno emergente solo puede detectarse en modelos que abarcan toda la corteza.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Eso significa que <strong>ciertos fen\u00f3menos cerebrales no son simplemente la suma de sus partes<\/strong>: requieren que todas las partes est\u00e9n presentes y coordinadas para manifestarse. Es un descubrimiento que desaf\u00eda la estrategia tradicional de la neurociencia: la de aislar y estudiar sistemas peque\u00f1os. Algunos secretos del cerebro solo se revelan cuando se observa como la unidad integrada que realmente es.<\/p>\n<p>Detalles t\u00e9cnicos<\/p>\n<p class=\"ft-text\">La escalabilidad del sistema qued\u00f3 demostrada en pruebas de referencia con un modelo de red equilibrada aleatorio. El simulador mostr\u00f3 propiedades de escalado d\u00e9bil y fuerte hasta 152.064 nodos, alcanzando un rendimiento pico de 7.13 petaflops. El tiempo de c\u00f3mputo para simular un segundo de tiempo virtual de la corteza completa del rat\u00f3n fue de apenas 32 segundos de tiempo real en el mejor de los casos. Esta velocidad \u2014apenas 32 segundos de tiempo real\u2014 abre posibilidades antes impensables para la experimentaci\u00f3n computacional con cerebros virtuales, enfatizan los investigadores en su art\u00edculo.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Siguiendo la filosof\u00eda Unix de &#8216;hacer una cosa bien&#8217;, Neulite se concentra \u00fanicamente en el c\u00e1lculo eficiente de las neuronas, delegando la interfaz y la gesti\u00f3n de datos a otras herramientas especializadas.<\/p>\n<p>Aplicaciones m\u00faltiples<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Las implicaciones de este trabajo van m\u00e1s all\u00e1 del rat\u00f3n. Si bien la corteza de un rat\u00f3n contiene nueve millones de neuronas, la de un mono contiene aproximadamente 480 millones y la humana unos 21 mil millones. Los investigadores estiman que una corteza completa de mono podr\u00eda simularse a nivel microsc\u00f3pico usando el sistema Fugaku a escala completa, mientras que una corteza humana completa sigue siendo un desaf\u00edo a largo plazo, posiblemente alcanzable alrededor del a\u00f1o 2044 o despu\u00e9s. No obstante, esta investigaci\u00f3n ha trazado el camino.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">Este tipo de r\u00e9plicas digitales del cerebro tiene aplicaciones m\u00faltiples. Pueden servir como modelos fundamentales para teor\u00edas m\u00e1s abstractas, como herramientas cl\u00ednicas para estudiar s\u00edntomas de trastornos neurol\u00f3gicos que emergen de propiedades microsc\u00f3picas, y como implementaciones de referencia para desarrollar inteligencia artificial al estilo del cerebro con mayor eficiencia energ\u00e9tica, considerando que un cerebro humano opera con aproximadamente veinte vatios.<\/p>\n<p class=\"ft-text\">La simulaci\u00f3n microsc\u00f3pica nos acerca a comprender no solo qu\u00e9 hace el cerebro, sino c\u00f3mo lo hace realmente, neurona por neurona, sinapsis por sinapsis.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un equipo internacional ha reproducido el funcionamiento completo de la corteza cerebral de un rat\u00f3n en la supercomputadora&hellip;\n","protected":false},"author":2,"featured_media":252961,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[92],"tags":[2670,58215,25,24,62845,165,11290,166,23],"class_list":{"0":"post-252960","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-salud","8":"tag-cerebro","9":"tag-corteza","10":"tag-es","11":"tag-espana","12":"tag-fugaku","13":"tag-health","14":"tag-neuronas","15":"tag-salud","16":"tag-spain"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@es\/115604155675793174","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/252960","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=252960"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/252960\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/252961"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=252960"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=252960"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=252960"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}