Bonjour à tous et à toutes,

Vous êtes cordialement invité.e.s à la conférence d'Alexandre Muzy qui aura lieu le *8 mai* à *11h00* dans la salle *1175* du pavillon André Aisenstadt.

Alexandre Muzy est directeur de recherche titulaire au CNRS, actuellement en affectation au Laboratoire International sur les Systèmes d’Apprentissage (ILLS) à Montréal. Il est co-auteur du livre Theory of Modeling and Simulation et co-fondateur ainsi qu’ancien directeur de l’institut NeuroMod.

Le travail d’Alexandre Muzy se situe à l’intersection de la simulation, des neurosciences et de la conception de systèmes, et ouvre la voie à de nouveaux outils de calcul inspirés du fonctionnement du cerveau.

Titre : Simulation événementielle extensible de réseaux neuronaux inspirés du vivant : Une étape nécessaire vers les jumeaux numériques

Résumé: Simuler des cerveaux composés de milliards de neurones représente un défi majeur tant sur le plan logiciel que matériel. Ce travail présente un cadre de simulation stochastique évolutif pour modéliser des réseaux neuronaux inspirés de l’activité du cerveau humain, en utilisant une approche par événements discrets. Contrairement aux simulations classiques basées sur des pas de temps réguliers, notre méthode ne simule que lorsque des événements (comme des potentiels d’action ou des modifications synaptiques) se produisent, ce qui rend la simulation particulièrement efficace — notamment pour les réseaux peu denses. L’architecture est modulaire et adaptable, permettant une croissance linéaire de la simulation avec le nombre de neurones, allant de circuits simples à des structures cérébrales de grande envergure. Des réseaux de la taille de ceux de petits primates ou de régions cérébrales humaines peuvent être simulés sur un simple ordinateur de bureau, alors que les méthodes traditionnelles nécessitent des superordinateurs parallèles et distribués.

Si notre objectif actuel est de permettre une simulation rapide et précise de ces réseaux neuronaux biologiquement inspirés, notre vision à long terme est de contribuer à la création de jumeaux numériques : des modèles virtuels détaillés de réseaux cérébraux pouvant être utilisés pour l’expérimentation, la prédiction, ou des applications futures en intelligence artificielle ou en médecine personnalisée. Un simulateur rapide constitue une première étape indispensable à la construction de jumeaux numériques du cerveau.

--- Title: Scalable Event-Driven Simulation of Biologically Inspired Neural Networks: A Necessary Step Toward Digital Twins

Abstract: Simulating brains composed of billions of neurons is a major challenge in both software and hardware engineering. This work presents a scalable stochastic simulation framework for modeling neural networks inspired by the human brain’s activity, using a discrete event approach. Unlike traditional time-step simulations, our method focuses on simulating only when events (like spikes or synaptic changes) occur, thus making the simulation highly efficient - especially for sparse networks. The architecture is modular and adaptable, allowing the simulation to grow linearly with the number of neurons, from simple neural circuits to large-scale brain-like structures. Networks on the scale of small primates or human brain regions can be simulated on a simple desktop computer, whereas traditional methods require parallel and distributed supercomputers. While our current goal is to support fast and accurate simulation of these biologically inspired neural networks, the long-term vision is to help build digital twins: detailed virtual models of brain networks that can be used for experimentation, prediction, and future applications in AI or personalized medicine. A fast simulator is a first necessary step to develop digital twins of the brain.

This work sits at the intersection of simulation, neuroscience, and system design, and opens the door to new kinds of brain-inspired computing tools.

Biography: Alexandre Muzy is a Tenured Principal Investigator at CNRS, currently assigned to the International Laboratory on Learning Systems (ILLS) in Montreal. He is the co-author of the book Theory of Modeling and Simulation, and he is also the co-founder and former director of the NeuroMod institute.