Modellazione numerica dell'elettrofisiologia cardiaca su scala cellulare

MICROCARD è un progetto di ricerca europeo per costruire un software che possa svolgere simulazioni dell'elettrofisiologia cardiaca utilizzando modelli del cuore intero con risoluzione sub-cellulare, eseguendole sui futuri supercomputer exascale. È finanziato da EuroHPC.

Riassunto

Le malattie cardiovascolari sono la causa di morte più frequente nel mondo e la metà di queste morti sono dovute ad aritmie cardiache, disturbi del sistema di sincronizzazione elettrica del cuore. I modelli computerizzati sono essenziali per comprendere il comportamento di questo sistema complesso e le sue malattie. Questi modelli sono già molto sofisticati e ampiamente utilizzati, ma attualmente non sono abbastanza potenti da includere le singole cellule del cuore (2 miliardi!). Devono quindi presumere che centinaia di cellule stiano facendo all'incirca la stessa cosa. A causa di questa limitazione, i modelli attuali non possono rappresentare eventi associati all'invecchiamento e ai cuori strutturalmente malati, in cui un ridotto accoppiamento elettrico porta a grandi differenze di comportamento tra cellule vicine, con conseguenze anche fatali.

Se vogliamo modellare il cuore cellula per cellula, dobbiamo affrontare un problema matematico che è 10.000 volte più grande e molto più difficile da risolvere. Avremo bisogno di supercomputer più grandi di quelli che esistono oggi e molta inventiva per risolvere il nostro problema in modo efficiente su queste macchine future.

Lo scopo del progetto MICROCARD è di sviluppare software in grado di risolvere questo problema sui futuri supercomputer exascala. Svilupperemo algoritmi su misura per il problema matematico specifico, per la dimensione dei calcoli e per il particolare design di questi futuri computer, che probabilmente dovranno la maggior parte della loro potenza di calcolo a elementi di calcolo ultra-paralleli come le unità di elaborazione grafica (GPU). Non ci accontenteremo di una prova concettuale, ma utilizzeremo il codice sviluppato per risolvere problemi reali in cardiologia. Pertanto il progetto include esperti di informatica, matematici, ingegneri biomedici e collaborazioni con cardiologi e fisiologi.

Finanziamento

ANR, The Research Council of Norway, the German
 Federal ministry of education and research, the EuroHPC Joint Union, the European Union, il
 Ministero dello sviluppo economico, der Schweizerische Eidgenossenschaft, FFG

Latest news

Project workshop

Our first project workshop is planned on 4 February 2021. It will take place online and we hope for an in-person meeting in the summer.

Open positions

There are three positions currently open on our jobs page.

Friday 10 December 2021

Our first two conference abstracts have been submitted!

Tuesday 31 August 2021

MICROCARD is covered in the latest edition of the ETP4HPC handbook of European High-Performance Computing Projects.


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Agenda

Monday 24 January 2022

15:00 WP1 meeting

Tuesday 25 January 2022

14:00 WP4+5 meeting

Friday 4 February 2022

10:00-11:00 WP3 meeting

13:00-17:00 MICROCARD Workshop

Tuesday 8 February 2022

14:00-15:30 EB meeting

23-26 February

SIAM meeting on parallel processing in Seattle, WA, USA


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