Υπερυπολογιστές προσομοιώνουν την καρδιά σε μοριακό επίπεδο

Είναι ίσως το ακριβέστερο μοντέλο μιας ζωντανής, παλλόμενης καρδιάς: ένας από τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές του κόσμου προσομοιώνει την αντλία του ανθρώπινου σώματος, από την βίαιη κίνηση του αίματος μέχρι τις συσπάσεις των μυϊκών κυττάρων σε επίπεδο μορίων.

Η προσομοίωση που παρουσίασαν το Πανεπιστήμιο του Τόκιο και το ιαπωνικό ερευνητικό κέντρο RIKEN απέσπασε το βραβείο «Καλύτερης Απεικόνισης ή Προσομοίωσης» στο συνέδριο υπολογιστικής γραφιστικής Siggraph 2015.

Σύμφωνα με τους δημιουργούς του, προσελκύει τώρα το ενδιαφέρον άλλων ερευνητών για τη μελέτη και καταπολέμηση καρδιακών νοσημάτων.

Το σύστημα K Computer του RIKEN, σήμερα ο τρίτος ισχυρότερος υπερυπολογιστής του κόσμου σύμφωνα με την επίσημη κατάταξη Top500, ήταν ένας από τους υπερυπολογιστές που χρησιμοποιήθηκαν στη δημιουργία του άκρως απαιτητικού βίντεο.

Η προσομοίωση ξεκινά μοντελοποιώντας την κίνηση των συσπώμενων πρωτεϊνών του μυοκαρδίου, και υπολογίζει πώς οι κινήσεις αυτές κάνουν ολόκληρη την καρδιά να πάλλεται.

Ο θεατής καταδύεται στο εσωτερικό της καρδιάς, παρακολουθεί το πάχος της να αυξομειώνεται σε κάθε σύσπαση, βλέπει την τυρβώδη ροή του αίματος στις κοιλίες και τους κόλπους, ακόμα και τις βίαιες συσπάσεις των καρδιακών βαλβίδων.

Η ιεραρχική αυτή προσομοίωση παρακολουθεί ακόμα και την κατανάλωση ενέργειας από τους ιστούς της καρδιάς στη μορφή του ενεργειακού μορίου ATP.

«Απώτερος στόχος είναι η αξιοποίηση της γνώσης που κερδίζουμε από την προσομοίωση ως συμβολής στην αναζήτηση θεραπειών για τις καρδιοπάθειες και την αξιολόγηση φαρμάκων» αναφέρει το RIKEN σε ανακοίνωσή του.




Πηγή
Βαγγέλης Πρατικάκης