È iniziato il progetto europeo MICROCARD “Numerical modeling of cardiac electrophysiology at the cellular scale” a cui l’Università di Pavia partecipa con l’unità coordinata dal prof. Luca F. Pavarino del Dipartimento di Matematica. (English below)
MICROCARD è un progetto EuroHPC (https://eurohpc-ju.europa.eu/), sotto la call Towards Extreme Scale Technologies and Applications, finanziato con un budget di 5.8 milioni di euro, durata 42 mesi, 11 enti partecipanti (Università, enti di ricerca, ditte), coordinato dal prof. Mark Potse dell’Università di Bordeaux.
Lo scopo di questo progetto europeo è di costruire nuovi modelli cardiaci e software capaci di simulare l’elettrofisiologia cardiaca dell’intero cuore su scala subcellulare, usando i futuri supercomputer exascale.
Le patologie cardiache sono la causa di morte più frequente al mondo e metà di questi decessi sono dovuti ad aritmie cardiache, cioè a disordini della sincronizzazione elettrica del cuore. I modelli digitali possono aiutare a studiare e capire il comportamento complesso del cuore e le sue patologie. I modelli attuali sono già molto sofisticati e usati in molti centri internazionali, ma attualmente non sono in grado di simulare tutti i 2 miliardi di cellule cardiache e non possono rappresentare gli importanti eventi di invecchiamento e le patologie strutturali del cuore.
Se vogliamo simulare il cuore cellula per cellula, ci troviamo con un problema discreto 10.000 volte più grande e difficile dei modelli attuali. Per questo sono necessari computer più potenti di quelli che esistono attualmente e nuovi algoritmi scalabili per risolvere efficientemente questi modelli sulle future macchine parallele.
L’obiettivo del progetto MICROCARD è lo sviluppo di software in grado di risolvere questo problema sui prossimi supercomputer exascale. Verranno sviluppati algoritmi specifici per questi modelli matematici, le loro grandi dimensioni e le nuove architetture di questi supercomputer, in cui gran parte della potenza di calcolo sarà dovuta ad elementi di calcolo ultra paralleli noti come Graphics Processing Units (GPU). Questo progetto europeo punterà a risolvere problemi realistici in cardiologia e quindi include esperti di informatica, matematici, bioingegneri, in collaborazione con cardiologi e fisiologi.
Il kickoff meeting si è tenuto il 19-20 aprile 2021.
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The european project MICROCARD “Numerical modeling of cardiac electrophysiology at the cellular scale” has started on April 1st 2021.
The University of Pavia participates with a research unit coordinated by prof. Luca F. Pavarino of the Department of Mathematics.
MICROCARD is a project EuroHPC (https://eurohpc-ju.europa.eu/) under the call Towards Extreme Scale Technologies and Applications. It has been granted a budget of 5.8 million euro, it has a duration of 42 months, 11 participants (Universities, research institutes, companies), coordinated by prof. Mark Potse of the University of Bordeaux.
The objective of this european project is to build novel cardiac models and software that can simulate cardiac electrophysiology using whole-heart geometries with sub-cellular resolution, using future exascale supercomputers.
Cardiovascular diseases are the most frequent cause of death worldwide and half of these deaths are due to cardiac arrhythmia, disorders of the heart’s electrical synchronization system. Computer models can help to understand the behaviour of this complex system and its diseases. These models are already very sophisticated and widely used, but currently they are not powerful enough to take the heart’s 2 billion individual cells into account and they cannot represent the events in aging and structurally diseased hearts.
If we want to model the heart cell by cell, we face a mathematical problem that is 10,000 times larger, and also harder to solve. We will need larger supercomputers than those that exist today, and a lot of inventiveness to solve our problem efficiently on these future parallel machines.
The purpose of the MICROCARD project is to develop software that can solve this problem on future exascale supercomputers. We will develop algorithms that are tailored to the specific mathematical problem, to the size of the computations, and to the particular design of these future computers, which will probably owe most of their compute power to ultra-parallel computing elements such as Graphics Processing Units. This european project aims at solving real-life problems in cardiology and therefore it includes computer experts, mathematicians, and biomedical engineers, and collaborates with cardiologists and physiologists.
The kickoff meeting was held on April 19-20 2021.
