Modelización celular de un corazón arrítmico
«Con MICROCARD, podremos simular muestras de tejido de gran tamaño, con suerte incluso corazones enteros, con geometrías celulares realistas».
Tanto en el sector industrial como en el ámbito científico, existen muchas tareas informáticas básicas que los superordenadores clásicos bregan por resolver. Entre estos problemas complejos se encuentran la optimización de flujos de tráfico y problemas matemáticos fundamentales en química y física para desarrollar fármacos y materiales nuevos. Casi todo el mundo ha experimentado que su corazón se acelera o un aleteo en el pecho. Para la mayoría de las personas, estas sensaciones serán pasajeras e inofensivas, pero para otras constituyen una prueba de un mal funcionamiento de los impulsos eléctricos que regulan el latido del corazón, una enfermedad potencialmente mortal denominada arritmia cardíaca. A fin de comprender y tratar mejor esta enfermedad, los cardiólogos emplean modelos matemáticos de electrofisiología que dividen el corazón en grupos, cada uno de los cuales cubre unos pocos cientos de células. Sin embargo, este método tiene limitaciones. «Estos modelos asumen en esencia que todas las células de cada grupo funcionan más o menos igual. Se trata de un supuesto razonable cuando se observa un corazón sano, en el que el acoplamiento eléctrico entre estas células es firme, pero es incorrecto para corazones cuya estructura esté dañada», comenta Mark Potse, profesor de investigación en Modelización Cardíaca en el IHU Liryc, en Francia, y coordinador del proyecto MICROCARD. En corazones enfermos con cicatrices de infarto o miocardiopatías diversas, la actividad eléctrica puede acabar en un bucle, lo que puede conllevar que el corazón sufra una arritmia potencialmente mortal. Dado que, en estas circunstancias, el comportamiento individual de cada célula es fundamental, Potse y su equipo, que trabajan bajo los auspicios del proyecto MICROCARD, se han propuesto representar cada una de estas células a través de simulaciones de HPC. «Ya existían modelos de célula única, pero eran muy simples. Con MICROCARD podremos simular muestras de tejido de gran tamaño, con suerte incluso corazones enteros, con geometrías celulares realistas. No hace falta decir que esto requiere ordenadores mucho más potentes, así como los conocimientos especializados necesarios para usar bien estas máquinas», explica Potse. Hasta el momento, el equipo del proyecto ha creado diferentes componentes básicos de la nueva plataforma. Docenas de grupos de investigación de todo el mundo emplean modelos matemáticos a diario, por lo que es posible que varios grupos adopten MICROCARD para investigar el comportamiento del tejido dañado y de estructuras cardíacas complejas, como las conexiones entre las fibras cardíacas de Purkinje y el tejido muscular.
Palabras clave
MICROCARD, HPC, informática de alto rendimiento, superordenador, tecnologías, soberanía digital, computación cuántica, innovación, computación ecológica, eficiencia energética, capacidades, pymes