Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe dołączyło do EBRAINS

EBRAINS - Europe's Research Infrastructure for Brain Research - to nowa cyfrowa infrastruktura badawcza, stworzona w ramach finansowanego przez UE projektu Human Brain Project (HBP), która gromadzi szeroki zakres danych i narzędzi do badań związanych z mózgiem. Opiera się na najnowszych osiągnięciach neuronauki, informatyki, robotyki i technologii powiązanych, aby pomóc w wykorzystaniu najnowszych odkryć naukowych na rzecz innowacji w medycynie i przemyśle.

Organizacja koncentruje swoje działania na udostępnianiu szerokiej społeczności naukowej otwartych, zaawansowanych rozwiązań, które stymulują współpracę w zakresie nauki o mózgu, otwierają drogę do przełomowych odkryć i mają na celu zapewnienie wiodącej pozycji Europy w dziedzinie multi- i transdyscyplinarnych badań nad mózgiem oraz jego wykorzystaniem. Przyspieszenie badań nad mózgiem ma być możliwe dzięki kompleksowemu połączeniu danych, narzędzi i infrastruktury, w tym udostępniania danych, tworzenia atlasów, modelowania, symulacji, obliczeń o wysokiej wydajności, analizy dużych zbiorów danych, neurorobotyki czy obliczeń neuromorficznych.

EBRAINS jako infrastruktura badawcza jest koordynowana przez EBRAINS AISBL (Belgia), stowarzyszenie działające jako Central Hub, które do tej pory skupiało 10 członków. Ponadto, w EBRAINS uczestniczy ponad 45 członków stowarzyszonych (Associated Members), jest więc to organizacja działająca na bardzo dużą skalę, w oparciu o aktywność krajowych węzłów. Do końca 2023 roku polskie jednostki nie brały udziału w tych działaniach.

Ponad 30-letnia działalność PCSS na rzecz środowiska naukowego w Polsce jest związana z budową e-infrastruktury oraz rozwojem zaawansowanych technologii informacyjno-komunikacyjnych i ich zastosowań. PCSS rozwija technologie symulacji obliczeniowych, uczenia maszynowego, analiz BigData, cyfrowych bliźniaków, zaawansowanej wizualizacji i wiele innych. Obszar ich zastosowań pobudza cyfrową transformację medycyny i rozwój medycyny personalizowanej. EBRAINS zagwarantuje wzmocnienie potencjału e-infrastruktury na rzecz transdyscyplinarnego podejścia do neuronauki i pozwoli polskim jednostkom na większy udział w europejskich projektach, a także zwiększy widoczność ich dokonań na arenie międzynarodowej.

Uczestnictwo w EBRAINS stwarza również możliwości dalszego rozwoju obszarów badawczych, którymi zajmują się naukowcy w Instytucie Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk. Instytut prowadzi badania procesów molekularnych leżących u podstaw rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Koordynuje też rozwój infrastruktury badawczej ECBiG-MOSAIC, w ramach której wykorzystywane są algorytmy sztucznej inteligencji do tworzenia modeli wspomagających diagnostykę onkologiczną i kardiologiczną.

Jednym z kierunków rozwoju PCSS jest rozszerzanie zakresu prowadzonych badań o zastosowanie infrastruktury superkomputerowej i sztucznej inteligencji w naukach o mózgu.

– Oprócz prowadzonych już wcześniej analiz danych z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) dla praksji i języka, podjęliśmy również prace nad wykorzystaniem modeli głębokiego uczenia w badaniach neuroonkologicznych. Dalsze plany w zakresie rozwoju technologii obliczeniowych dla neuronauki w PCSS obejmują wykorzystanie sztucznej inteligencji i obliczeń kwantowych między innymi na rzecz badań chorób neurodegeneracyjnych – podkreśla dr Mikołaj Buchwald, koordynator ds. neuronauki w PCSS.

Z początkiem 2024 roku do stowarzyszenia EBRAINS w trybie Associated Member przystąpił również Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN. To jedno z wiodących nieuniwersyteckich centrów badań biomedycznych w Polsce, które skupia się na nowych terapiach i metodach diagnostycznych zaburzeń metabolicznych, chorób neurodegeneracyjnych, zaburzeń neurologicznych, nowotworów, cukrzycy oraz innych chorób cywilizacyjnych. Od ponad 100 lat w Instytucie Nenckiego prowadzone są także badania w dziedzinie neurobiologii, w tym neuroanatomii, neurochemii, neurofizjologii, neurogenetyki i psychologii.

Rozwój neuronauk pozwala na prowadzenie multidyscyplinarnych projektów, które łączą najnowsze zdobycze technologiczne z wyrafinowanymi metodami badań obrazowych, biologii molekularnej i zaawansowanymi narzędziami bioinformatycznymi. Badania prowadzone w Instytucie Nenckiego - zwłaszcza te dotyczące patologii mózgu - idealnie współgrają z misją EBRAINS, która stawia sobie za cel zrozumienie mechanizmów chorób neurologicznych poprzez rozwój nowoczesnych narzędzi i zasobów umożliwiających naukowcom zrozumienie funkcji mózgu na różnych poziomach - od molekularnych do systemowych.

PCSS wspólnie z Uniwersytetem Medycznym w Poznaniu zainicjowało proces tworzenia polskiego węzła EBRAINS w formie konsorcjum krajowego, do którego zaproszone zostaną jednostki naukowe oraz medyczne realizujące projekty związane z tworzeniem cyfrowej infrastruktury wspomagającej badania nad mózgiem. Inicjatorem działań na rzecz przyłączenia polskich instytucji naukowo-badawczych do EBRAINS było Biuro Promocji Nauki PolSCA Polskiej Akademii Nauk w Brukseli.