　理化学研究所（理研）は2018年3月26日、次世代スーパーコンピュータ（スパコン）で、ヒトの脳全体の神経回路のシミュレーションができるアルゴリズムの開発に成功したと発表した。同研究所計算科学研究機構の佐藤三久氏らによる国際共同研究グループが開発。新アルゴリズムは神経回路シミュレーター「NEST」の次期公開版に搭載される。

　新アルゴリズムは、シミュレーション開始時に、電気信号を送るかどうかの情報をあらかじめ計算ノード間で交換し、各計算ノードが必要とする電気信号のみを送受信できるようにした。

　その結果、無駄な送受信がなくなり、電気信号を神経細胞に送るか送らないかを判定するメモリも不要になった。これにより、神経回路の規模が大きくなっても、1計算ノードあたりのメモリ量は増えず、省メモリ化できた。

　新アルゴリズムの導入により、次世代スパコンで脳全体のシミュレーションが可能になり、従来のスパコンでの脳シミュレーションも高速化できる。2014年に行われた5億2000万個の神経細胞が5兆8000億個のシナプスで結合された神経回路のシミュレーションは、1秒間分の神経回路のシミュレーションに28.5分を要したが、新アルゴリズムでは5.2分に短縮できた。

　今後、次世代ハードウェアと最適なソフトウェアを組み合わせることで、数分間の時間スケールで起こるシナプス可塑性や学習のような脳機能に関する研究が可能になる。また、次世代スパコンでヒトの脳全体の神経回路をシミュレーションし、脳の情報処理や脳疾患の機構の解明への貢献が期待できるとする。

従来と新アルゴリズムによるシミュレーション可能な脳の規模とスパコンの規模（クリックで拡大）出典：理化学研究所

「医療技術」バックナンバー

生物はなぜ眠るか、脳回路のクールダウンと記憶情報の整理のため
東京大学は、睡眠中に脳の回路がどのようにクールダウンされるのかを明らかにした。睡眠中に海馬から発生する脳波「SWR」がニューロン間のつながりを弱めて、海馬の神経回路をクールダウンし、記憶のキャパシティーを確保していた。
統合失調症の社会機能障害、神経回路の視床の体積異常が関与することを発見
東京大学は、統合失調症の社会機能障害に、大脳皮質下領域の視床の体積異常が関与することを発見した。また、社会認知機能を反映する課題の評価点や検査得点などの指標と、右視床の体積値が関係していることも確認した。
AIに最適な脳型LSI、東北大が脳機能のモジュール化で2019年度に実現へ
東北大学の電気通信研究所は、2014～2019年度のプロジェクトで、AI（人工知能）に最適な脳型LSIの開発を進めている。脳機能をモジュール化して計算効率を高め、人間の脳と同等レベルの処理能力と消費電力を持つ脳型LSIの実現につなげたい考えだ。
人がモノを見たり想像したりする時の脳活動を解読、人工知能への応用も
京都大学は、ヒトの脳活動パターンを人工知能モデルの信号に変換し、どんな物体を見たり想像したりしているかを脳から解読する技術を開発した。脳からビッグデータを利用する先進的技術となり、脳型人工知能の開発が期待できる。
映像を見て感じた内容を脳から言語化する脳情報デコーディング技術を開発
NICT脳情報通信融合研究センターは、映像を見て感じた「物体・動作・印象」の内容を、脳活動を解読して1万語の「名詞・動詞・形容詞」の形で言語化する脳情報デコーディング技術の開発に成功した。
医師が解説する「運転中のヒューマンエラー」、脳では何が起きている？
「CEATEC JAPAN 2017」で行われた自動運転技術に関するカンファレンスに、滋賀医科大学精神医学講座講師の松尾雅博氏が登壇。「生理機能障害としてのヒューマンエラー：睡眠障害・認知症との関連から」というテーマで講演し、医学的な立場から睡眠や疲労、認知症が自動車事故に及ぼす影響などを紹介した。