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

LinkedIn: @project MICROCARD

Twitter: @P_Microcard

Latest news

30 June 2025: defense Zeina Chehade

Zeina Chehade successfully defended her PhD thesis on finite-volume methods for the cardiac EMI model in Bordeaux.

Kick-off meeting agenda online

The MICROCARD-2 kick-off meeting will be held online on July 4. The agenda is now online.

23-24 June: MICROCARD Summer Workshop in Oslo

The MICROCARD Summer Workshop was held in Oslo. This teaching event is held in conjunction with the Simula Summer School in Computational Physiology. The 2½-day workshop is open to all students registered in the Simula Summer School as well as any other students, researchers, physicians, or industry partners interested in cell-by cell modeling of the heart.


more news

Agenda

24-27 June

ComPAS meeting in Bordeaux

Friday 27 June

14:00 monthly WP1 plenary meeting

Monday 30 June

10:00 PhD defense Zeina Chehade

16:00 WP4 meeting

Wednesday 2 July

10:00 monthly WP5 meeting

Thursday 3 July

16:00 EB meeting

Friday 4 July

13:00 MICROCARD-2 Kick-off meeting

Friday 11 July

14:00 monthly WP1 technical meeting


full agenda

website powered by Dutch windmills • no cookies • all browsers welcome