Numerische Modellierung der kardialen Elektrophysiologie auf zellulärer Ebene

Das Herz nutzt elektrischen Strom zur Kommunikation zwischen benachbarten Zellen zur Koordination der Herzaktion. Heutige Computermodelle aus wenigen Millionen gekoppelter Zellen können die Erregung des Herzens simulieren. Solche Modelle bilden die Funktionalität gesunder Herzen mit intakten Zellverbindungen akkurat ab und sind ein wichtiges Forschungswerkzeug. Bei strukturellen Herzerkrankungen sind diese Verbindungen jedoch häufig geschädigt - eine vieldiskutierte Ursache tödlicher Herzrhythmusstörungen. Da heutige Computermodelle auf räumlichen Skalen weit jenseits der biologischen Zellgröße basieren, können sie die Veränderungen der Mikrostruktur nur grob wiedergeben. Um Simulationen für die Prävention des Herztodes einsetzen zu können, müssen sie um den Faktor 104 umfangreicher werden. Eine Plattform für solche Simulationen erfordert nicht nur Exascale-Computer, sondern auch eine konzertierte Zusammenarbeit von Biomedizintechnik-Ingenieuren, Mathematikern und Informatikern.

MICROCARD ist ein europäisches Forschungsprojekt, das eine ausgereifte Plattform zur Simulation der Elektrophysiologie des Herzens im Mikrometermaßstab entwickeln wird. Die Modelle werden rund 109 Herzzellen umfassen, die jeweils durch hunderte Gitterelemente repräsentiert werden. Daher wird die Simulationsplattform für künftige Exascale-Supercomputer ausgelegt. Zur effizienten Nutzung dieser Höchstleistungsrechner werden wir neueste HPC-Methoden und problemangepasste Algorithmen auf allen Ebenen vom einzelnen Thread bis zur gesamten Maschine nutzen. In MICROCARD arbeiten Nutzer und Entwickler verschiedener Disziplinen in einem Co-Design-Ansatz zusammen. Die Plattform wird Schnittstellen für alle Nutzergruppen bereitstellen: von Open Source Code bis hin zu Weboberflächen.

Förderung

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

18 December 2024: Thesis defense Edoardo Centofanti

Edoardo Centofanti defended his thesis "Efficient Solvers and Machine Learning Approaches in Cardiac Electrophysiology on High-Performance Computing Architectures" and is now a doctor at the Università degli studi di Pavia.

MICROCARD restarted in November 2024

The MICROCARD project ended on 30 September but MICROCARD was reborn as a Centre of Excellence on 1 November 2024. It is funded by EuroHPC call HORIZON-EUROHPC-JU-2023-COE-03.

25 September 2024: Thesis defense Arun Thangamani

Arun Thangamani successfully defended his thesis "Optimized Code Generation of Parallel and Polyhedral Loop Nests using MLIR" at the University of Strasbourg. This is the first thesis supported completely by the MICROCARD project.


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20-22 January 2025

HiPEAC meeting in Barcelona

Monday 27 January

14:00 monthly WP6+7 meeting

16:00 monthly WP4 meeting

Friday 31 January

14:00 monthly WP1 plenary meeting

Thursday 6 February 2025

16:00 MICROCARD-2 Executive Board meeting

Friday 14 February

14:00 monthly WP1 technical meeting


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