Свойства нервных центров

Фешин В. А.

Платформа MindCopy получила крупное обновление, значительно расширяющее возможности распределённых вычислений, образовательную базу и инфраструктуру симуляции.

Оркестратор распределённых вычислений v0.4.0

Реализована полноценная платформа распределённых вычислений из 6 этапов:

  1. Parameter Sweep — автоматический перебор параметров сети (g_Na, g_K, температура, pH...) на множестве узлов. Поддержка линейной и логарифмической шкалы.
  2. Проверка памяти + Tiered Execution — перед назначением задачи проверяется соответствие RAM/GPU доступного узла требованиям. Поддержка mmap-аллокации и HOT/WARM/COLD-классификации сегментов.
  3. Дублирование + Валидация — каждая задача выполняется на 2 независимых агентах. Сравнение метрик с допуском 0.1%. При расхождении — третий агент и majority vote.
  4. Эволюционная оптимизация + Виртуальный скрининг — генетический алгоритм на пространстве параметров сети (tournament selection, crossover, Gaussian mutation, elite). Скрининг библиотек соединений.
  5. Онтогенез + Коннектом-исследование — долгие симуляции с автоматическими чекпоинтами и возможностью возобновления. 4-стадийное развитие коннектома, LHS-сэмплинг.
  6. Волонтёрский дашборд — система баллов и бейджей для участников распределённой сети. Таблица лидеров, статистика вклада. Трёхъязычный интерфейс (RU/EN/ZH).

Клиентский агент

Лёгкий агент на вычислительных узлах (C++17, libcurl): получение задач через REST API, запуск Core daemon в batch-режиме (--batch --load-bion --ticks --params-json --seed), отправка результатов с метриками. Поддержка чекпоинтов для длинных задач. Локальная проверка памяти через /proc/meminfo.

Batch-режим Core daemon

Вычислительное ядро BioNeuronCore (v0.19.3) теперь поддерживает headless-симуляцию без GUI: --batch --load-bion --ticks --bexp-output --params-json --seed. Полный биофизический тик (HH-кинетика ворот + GHK-токи + диффузия + пластичность) без суррогатов. Автосохранение чекпоинтов каждые N тиков, graceful shutdown (SIGTERM → чекпоинт → exit(75)), возобновление с --resume-from.

16 образовательных экспериментов

Подготовлен пакет из 16 экспериментов в формате .bexp с трёхъязычными README (RU/EN/ZH):

  • Бакалавриат (4): потенциал действия, пассивный кабель, синаптическая интеграция, латеральное торможение.
  • Магистратура (8): детекция движения, направленная селективность, CPG-ритм, рабочая память, рецептивное поле, STDP LTP/LTD, STDP обучение.
  • Аспирантура (4): эпилептиформная активность, фармакология, гомеостатическая пластичность, бифуркации.

Все эксперименты выполняются через полный биофизический тик — без суррогатов. Каждый сопровождается теоретическим введением и пошаговым протоколом.

Прочие улучшения

  • BioNeuronStudio v0.38.4: 214 тестов, улучшенная потоковая запись AVI/BEXP, прогресс-бары.
  • BioNeuronCore v0.19.3: 32 теста, batch mode, checkpoint/resume, mmap-tiered память.
  • BioNeuronOrchestrator v0.4.0: 16 тестов, REST API (10+ эндпоинтов), MockDatabase для тестирования.
  • BioNeuronSDK v0.6.0: генератор dispatch, пользовательские типы ID 121–127.
  • StudioTestBench: 350+ тестов (включая daemon multi-session, IPC validation, fuzzing), Valgrind 0 ошибок.

Релиз: 23 июня 2026 г., Краснодар, Россия.