eonsystemspbc/fly-brain

해결하는 문제

이 프로젝트는 성체 곤충( Drosophila )의 뇌를 계산적으로 모사합니다. 연구자들이 곤충의 전체 뇌 연결망을 통해 신경 활동이 어떻게 전파되는지 시뮬레이션할 수 있게 하며, 특정 신경세포를 활성화하거나 억제함으로써 감각운동 처리에 대한 가설을 검증하고, 그 결과로 나타나는 스파이크 패턴을 관찰할 수 있습니다.

작동 방식

이 시스템은 약 138,000개의 뉴런과 500만 개의 시냅스로 구성된 FlyWire 연결망을 기반으로 한 전체 뇌 누설 적분-방출(LIF) 모델을 구현합니다. 주로 다음 두 가지 조작을 지원합니다:

• 활성화: 고정 주파수로 타겟 뉴런에 포아송 스파이크를 유도하여 광유전학적 활성화를 시뮬레이션합니다.
• 억제: 타겟 뉴런으로 들어오고 나가는 모든 시냅스 연결을 0으로 설정하여 광유전학적 억제를 시뮬레이션합니다.

성능과 정확도를 보장하기 위해 PyTorch, GeNN, NEST GPU, Brian2 등의 다양한 시뮬레이션 백엔드를 제공하여 CPU와 GPU 모두에서 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다.

대상 사용자

계산 신경과학자 및 Drosophila 뇌를 연구하는 연구자들로, 신경 활동을 시뮬레이션하고 실험 데이터와 비교하여 자신의 결과를 검증하고자 하는 사람들에게 적합합니다.

주요 특징

• 다중 백엔드 지원: Brian2, Brian2CUDA, PyTorch, NEST GPU, GeNN와 호환됩니다.
• 연결망 규모: FlyWire v783 연결망(약 138,000개 뉴런, 약 500만 개 시냅스) 기반입니다.
• 정확도 검증: GPU 가속 백엔드의 정확도를 측정하기 위해 Brian2(CPU)를 골드 표준으로 사용합니다.
• 유연한 조작: 임의의 뉴런 집합에 대한 표적적 활성화 및 억제를 지원합니다.