HPE traccia la strada che porta all’uso del digital twin in sanità

HPE sta aiutando il Blue Brain Project (BBP) dell'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) a far progredire la comprensione del cervello. Ciò avviene mediante la fornitura della potenza di calcolo richiesta per ricostruire e simulare digitalmente il cervello dei mammiferi.

Il Dr. Eng Lim Goh illustra come gli sviluppi nel settore sanitario stanno trasformando il mondo della ricerca medica.

Lo fa in un post sul blog di Hewlett Packard Enterprise. Un post in cui racconta come uno degli aspetti più eclatanti del supercomputing sia entrare nel mondo della ricerca e affrontare alcune delle grandi sfide dei nostri tempi.

La nuova sfida per l’High Performance Computing (HPC), e per i ricercatori, è dunque la simulazione dei cervelli digitali.

Le nuove sfide per il supercomputing

Negli ultimi anni, spiega il Dr. Eng Lim Goh, HPE ha affrontato una serie di sfide complesse e apparentemente impossibili. L’azienda è stata pioniera nel campo del Memory-Driven Computing. Ha progettato computer per assistere le missioni inter-planetarie e, in collaborazione con il gruppo COSMOS, per studiare i segreti degli inizi del nostro universo.

Tuttavia, guardare all’interno di noi noi stessi e studiare il cervello è forse ancora più difficile che esplorare le galassie.

Il cervello umano è uno dei fenomeni più complessi dell'universo. La sua ricostruzione digitale richiede supercomputer di nuova generazione e una profonda collaborazione tra ricercatori del cervello e ingegneri informatici.

Come ha affermato il presidente e CEO di HPE, Antonio Neri: "La nostra missione è creare tecnologie che migliorino la qualità della vita, incluse tecnologie che potenzino il settore sanitario al fine di fornire trattamenti mirati e salvare vite umane. HPE sta fornendo applicazioni avanzate di supercomputing e applicazioni su misura per potenziare nuova ricerca che possa apportare benefici trasformativi per la comunità neuroscientifica e la società in generale".

Il Blue Brain Project e HPE

Il Blue Brain Project (BBP) mira a costruire modelli digitali completi del cervello. Questi modelli forniranno le basi per una gamma potenzialmente illimitata di simulazioni, ciascuna delle quali rappresenta un esperimento in-silico.

Tali esperimenti digitali non solo richiederanno un'enorme potenza di calcolo. Ma anche una gamma di profili informatici molto diversi per supportare modelli dei diversi livelli di organizzazione del cervello e delle loro interazioni. Nonché i diversi tipi di modelling e le metodologie di simulazione.

Non appena Antonio Neri, prosegue il Dr. Eng Lim Goh, ha ricevuto una richiesta dal team svizzero di lavorare con BBP, ne ha riconosciuto l'importanza. Ha dunque chiesto allo stesso Dr. Eng Lim Goh di recarsi a Ginevra. Dopo solo tre giorni dalla richiesta iniziale, il Dr. Eng Lim Goh sedeva con il team BBP per progettare il sistema con loro.

Questo progetto, tra l’altro, si lega ad altri due che HPE sta portando avanti.

Uno, The Living Heart, in collaborazione con la Stanford University per creare modelli 3D multiscala del cuore. Un altro, DZNE, sta studiando una popolazione di 30.000 persone nell’arco di 30 anni, per trovare risposte a malattie cerebrali come l'Alzheimer. Lo fa sfruttando un supercomputer HPE con proprietà Memory-Driven Computing.

I test con modelli digitali

Finora, l'opzione praticabile per mettere alla prova le ipotesi mediche è stata ricorrere a test su animali o esseri umani. Questo approccio comporta dei rischi e può sollevare questioni etiche. E oltretutto è anche più costoso, più lento e meno accurato rispetto alla possibilità di creare modelli informatici in grado di simulare le funzioni del corpo umano.

HPEPotrebbe sembrare impossibile, sottolinea ancora il Dr. Eng Lim Goh, passare interamente ai test sui computer. Ma solo pochi anni fa non avremmo mai immaginato nemmeno di salire a bordo di un aereo completamente progettato e simulato su un computer.

Al giorno d'oggi, il primo aereo che esce dalla linea di produzione è il progetto finale, non un prototipo. Ciò perché le capacità di test sono progredite al punto da poter apprendere dal modello del computer tanto, se non di più, di quanto si apprenderebbe dai processi tradizionali.

Il Dr. Eng Lim Goh crede fermamente che qualcosa di simile possa essere raggiunto attraverso il lavoro di HPE con organizzazioni quali BBP e Living Heart. Con queste collaborazioni si potrebbe essere in grado di costruire modelli digitali più efficaci di qualsiasi test umano o animale.

Il digital twin per la ricerca

Si può sperare, cioè, di creare “digital twin”, “gemelli digitali”, di organi come il cuore, o anche di singole cellule, per i singoli pazienti. Le simulazioni possono quindi essere eseguite per scoprire come diverse persone reagirebbero a trattamenti diversi.

A quel punto, prosegue il Dr. Eng Lim Goh, avremmo compiuto il grande passo verso la fornitura di cure mediche veramente personalizzate. E con modelli che possono essere realizzati a basso costo e quasi in tempo reale, per aiutare i piani di diagnosi e trattamento.

Ciò farebbe avanzare i progressi già fatti da HPE nella medicina di precisione. HPE, è la visione di Dr. Eng Lim Goh, sta aiutando i medici a smettere di pensare al "paziente medio” e a trattare il "paziente reale".

Ambizioni così elevate hanno bisogno di computer proporzionati alla sfida. Per fornire l'enorme quantità di potenza di calcolo che sarà necessaria, BBP ha installato un sistema supercomputer HPE SGI 8600 a Lugano. E utilizzerà un cluster comprendente 372 nodi.

Maggiori informazioni sono disponibili nel post del Dr. Eng Lim Goh, raggiungibile a questo indirizzo.

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