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

Hartwig Anzt nominated at U Tennessee

Hartwig Anzt, leader of our Work Package 4, has been nominated director of the Innovative Computing Laboratory at the University of Tennessee. A part-time professorship at the Karlsruhe Institute of Technology allows him and his team members to stay with MICROCARD nevertheless.

Workshop completed

MICROCARD had its first on-site workshop on 6 and 7 July at the Liry institute in Bordeaux.

MICROCARD is touring Europe

In June, the MICROCARD project was presented at the Teratec Forum 2022 on 14 and 15 June in Paris, and at the HiPEAC meeting in Budapest on June 20–22. We also presented results at the ECCOMAS meeting in Oslo, the ISC High Performance meeting in Hamburg, and the CMBE meeting in Milan.


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Agenda

Tuesday 20 September

14:00 WP2+6 meeting

Wednesday 21 September

15:00 implementation taskforce meeting

Friday 23 September

14:00 WP7 meeting

Monday 26 September

15:00 WP1 meeting (core partners)

Tuesday 4 October

14:00 executive board meeting


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