eonsystemspbc/fly-brain

何を解決するか

このプロジェクトは、成虫のショウジョウバエ（Drosophila）の脳の計算モデルを提供します。研究者がショウジョウバエの全脳接続体を通じた神経活動の伝播をシミュレートできるようにし、特定の神経細胞を活性化または不活性化することで、感覚運動処理に関する仮説を検証し、その結果として生じるスパイクパターンを観察できます。

動作方法

このシステムは、約138,000の神経細胞と500万のシナプスからなるFlyWire接続体に基づいた、全脳の漏れあり積分・放電（LIF）モデルを実装しています。主に以下の2つの操作をサポートしています：

• 活性化：固定周波数でポアソンスパイクをターゲット神経細胞に発生させることで、光遺伝学的活性化をシミュレートします。
• 不活性化：ターゲット神経細胞へのすべてのシナプス接続をゼロに設定することで、光遺伝学的不活性化をシミュレートします。

パフォーマンスと正確性を確保するために、PyTorch、GeNN、NEST GPU、Brian2の複数のシミュレーションバックエンドを提供しており、CPUおよびGPUの両方でシミュレーションを実行できます。

対象ユーザー

計算神経科学者やショウジョウバエの脳を研究している研究者で、神経活動をシミュレートし、実験データと照合して自身の発見を検証したい人向けです。

特徴

• マルチバックエンド対応：Brian2、Brian2CUDA、PyTorch、NEST GPU、GeNNと互換性があります。
• 接続体スケール：FlyWire v783接続体（約138,000ニューロン、約500万シナプス）に基づいています。
• 真実値検証：GPU加速バックエンドの正確性を測定するために、Brian2（CPU）をゴールドスタンダードとして使用しています。
• 柔軟な操作：任意の神経細胞集合に対する標的的活性化と不活性化をサポートしています。