TobiasVoelzke.net
DENIS@home
DENIS@home simuliert die elektrische Aktivität von Herzzellen. Ziel ist es, mit Computermodellen besser zu verstehen, wie das Herz normal funktioniert, was bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen schiefläuft – und wie Medikamente diese elektrische Aktivität beeinflussen.
01Über das Projekt
DENIS steht für Distributed computing, Electrophysiological models, Networking collaboration, In silico research, Sharing knowledge. Betrieben wird das Projekt seit März 2015 von der Forschungsgruppe CoMBA (Computing for Medical and Biological Applications) an der Universidad San Jorge in Zaragoza, Spanien.
Der Anlass ist ernst: Herz-Kreislauf-Erkrankungen fordern weltweit über 17 Millionen Todesfälle pro Jahr und sind mit rund 31 % aller Todesfälle die häufigste Todesursache überhaupt. DENIS@home simuliert die elektrische Aktivität von Herzzellen mit mathematischen Modellen, um normale und krankhafte Vorgänge besser zu verstehen und auch Medikamentenwirkungen auf das Herz vorherzusagen.
02Woran konkret gerechnet wird
Auf DENIS@home laufen mehrere Anwendungen rund um dasselbe Grundproblem – die möglichst genaue Modellierung einzelner Herzzellen:
DENIS-Myocyte (Beta)
Die Beta-Version des zugrunde liegenden Simulators. Jede Änderung an der Simulationssoftware wird zunächst hierüber getestet, bevor sie in den produktiven Anwendungen zum Einsatz kommt.
NHuVe – New Human Ventricular Cell Model
Weiterentwicklung eines bestehenden Modells der menschlichen Herzkammerzelle, um dessen Genauigkeit und Aussagekraft zu verbessern.
HuVeMOp – Human Ventricular Model Optimization
Optimiert gängige, öffentlich verfügbare Modelle menschlicher Herzkammerzellen, damit sie bekannte elektrophysiologische Kennwerte präziser abbilden.
03Warum das für die Forschung zählt
Elektrophysiologische Modelle helfen dabei, Rhythmusstörungen des Herzens zu verstehen und vorherzusagen, wie Medikamente die elektrische Aktivität von Herzzellen verändern – ein Thema, das in der Arzneimittelsicherheit eine wichtige Rolle spielt. Weil ein einzelnes Modell mit vielen unterschiedlichen Parametern und Ausgangsbedingungen durchgerechnet werden muss, um belastbare Aussagen zu treffen, braucht diese Forschung sehr viel Rechenzeit – mehr, als eine einzelne Universität gewöhnlich zur Verfügung hat.
DENIS@home zeigt damit auch, dass Volunteer Computing nicht nur großen Institutionen wie CERN oder Max-Planck-Instituten vorbehalten ist: Hinter dem Projekt steht ein kleines Team aus drei Forschenden und vier Studierenden.
Das war DENIS@home – Simulationen der elektrischen Aktivität des Herzens. Im nächsten Teil dieser Seite geht es um ein weiteres BOINC-Projekt, an dem ich mich beteilige.