変更履歴

バージョン 1.0

初回リリース

Neuliteプロジェクトの初回公開版です。

更新内容

bionetlite v1.0.1

  • チュートリアル用の自動環境セットアップ機能を追加

    • BMTKチュートリアルを事前に実行することなく、bionetliteを直接実行可能に

    • 必要なデータファイル（SWC、JSON等）が初回実行時に自動ダウンロード

    • チュートリアル固有のシミュレーションパラメータが自動設定

  • connection.csvにおけるパラメータ順序のバグ修正

  • エッジフィルタの改善

Neuliteカーネル v1.0.1

  • solve_matrix() のソフトウェアパイプライン改善による高速化

  • シナプス電流の処理を陰解法に修正

  • delayのビットシフト処理順序を修正

スーパーコンピュータ「富岳」での大規模生物物理学的ニューロンシミュレーションを実現します。

主な成果

大規模シミュレーション実績

  • 900万個のニューロンと2600億個のシナプスを含むマウス全皮質モデルのシミュレーションを実現

  • 富岳での実行に最適化

bionetlite

ネットワーク構築ツール：

  • BMTKの NetworkBuilder を拡張した NeuliteBuilder クラス

  • 既存のBMTKコードをimport文の変更だけで利用可能

  • biophysicalニューロンモデルのサポート

  • exp2synシナプスモデルのサポート

  • 形態ファイル（SWC）の自動前処理 - Perisomatic modelへの変換 - ゼロベースインデックスへの変換 - 深さ優先探索（DFS）によるソート

  • イオンチャネル設定の自動変換（JSON→CSV）

  • MPI並列実行のサポート

Neulite

高性能シミュレータ：

  • C言語で実装された軽量カーネル

  • Allen Cell Types Databaseの Perisomatic modelに特化

  • 定常電流入力のサポート

  • ラズベリーパイから富岳まで幅広い環境で動作

生成ファイル

  • SONATA 形式（BMTK互換）

  • Neulite形式 - <network_name>_population.csv - ニューロンポピュレーション定義 - <src>_<trg>_connection.csv - 詳細なシナプス接続情報 - 処理済みSWCファイル - イオンチャネル設定CSV - config.h - シミュレーション設定ヘッダー

ドキュメント

  • プロジェクト概要

  • bionetliteとNeuliteの詳細説明

  • セットアップガイド

  • 4つのチュートリアル - Tutorial 01: 単一セルシミュレーション - Tutorial 02: スパイク入力の理解 - Tutorial 03: 単一ポピュレーション - Tutorial 04: 複数ポピュレーション

  • ユーザーガイド - 基本的な使い方 - 設定ファイル - 並列実行

  • アーキテクチャ - システム概要 - 設計と実装（BMTKとBioNetの背景を含む）

  • APIリファレンス - NeuliteBuilder API - ファイル形式仕様

  • 高度なトピック - Allen V1モデルの実例 - 仕様と制限事項

  • FAQ

対応環境

  • Linux（推奨）

  • macOS

  • Python 3.7以上

  • MPI環境（並列実行時）

既知の制限

対応モデル:

  • biophysicalモデルのみ対応（point neuron、virtual neuronは非対応）

  • Perisomatic modelのみ対応

対応シナプス:

  • exp2synのみ対応

入力方式:

  • 定常電流入力のみ対応

  • スパイク入力、Virtual cellによる入力は非対応

その他:

  • delay値はint型のみ対応（小数点以下は丸められる）

  • シナプス接続位置はネットワーク構築時にランダムに決定（bionetとは異なる）

今後の予定

  • スパイク入力機能の追加（Neulite側での実装）

  • 新しいシナプスモデルのサポート

  • パフォーマンスの継続的な改善

  • ドキュメントの拡充

  • チュートリアルの追加