Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe afiliowane przy Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu zostało pełnoprawnym członkiem EBRAINS – nowej cyfrowej infrastruktury badawczej, która gromadzi szeroki zakres danych i narzędzi do badań związanych z mózgiem. W trybie Associated Member do stowarzyszenia przystąpił również Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN.
EBRAINS to nowa cyfrowa infrastruktura badawcza (ang. Research Infrastructure), 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, z korzyścią dla pacjentów i społeczeństwa.
Misją EBRAINS jest zapewnienie 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 dynamicznie rozwijającej się dziedzinie multi- i transdyscyplinarnych badań nad mózgiem i ich wykorzystaniem. Nie może zatem zabraknąć w tym nurcie także Polski. Celem EBRAINS jest przyspieszenie badań nad mózgiem dzięki kompleksowemu połączeniu danych, narzędzi i infrastruktury, w tym udostępniania danych, tworzenia atlasów, modelowania, symulacji, obliczeń o wysokiej wydajności, analizy dużych zbiorów danych, neurorobotyki, obliczeń neuromorficznych i innych.
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). Do tej pory polskie jednostki nie brały udziału w tych działaniach.
Jestem przekonana, że dzięki bogatemu doświadczeniu w obszarze obliczeń wielkiej skali, analizie danych oraz w realizacji projektów ogólnoeuropejskich, PCSS wniesie znaczący wkład w infrastrukturę badawczą EBRAINS – mówi Katrin Amunts, dyrektor generalna stowarzyszenia EBRAINS.
Ponad 30-letnia działalność PCSS na rzecz środowiska naukowego w Polsce, jest związana z budową eInfrastruktury oraz rozwojem zaawansowanych technologii informacyjno- komunikacyjnych i ich zastosowań.
W ponad 270 europejskich projektach PCSS realizowanych do tej pory rozwijamy technologie symulacji obliczeniowych, uczenia maszynowego, analiz BigData, cyfrowych bliźniaków, zaawansowanej wizualizacji i wiele innych. Znaczący obszar ich zastosowań pobudza cyfrową transformację medycyny i rozwój medycyny personalizowanej. EBRAINS gwarantuje nam wzmocnienie potencjału eInfrastruktury na rzecz transdyscyplinarnego podejścia do wyzwań szeroko rozumianej neuronauki i tym samym pozwoli polskim jednostkom na większy udział w projektach europejskich oraz podniesie widoczność ich dokonań na arenie międzynarodowej – wyjaśnia dr inż. Cezary Mazurek, pełnomocnik dyrektora ICHB PAN ds. PCSS.
Uczestnictwo w EBRAINS stwarza również możliwości dalszego rozwoju obszarów badawczych, którymi zajmują się naukowcy w Instytucie Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk.
Instytut od wielu lat prowadzi badania procesów molekularnych leżących u podstaw rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Koordynujemy też rozwój infrastruktury badawczej ECBiG-MOSAIC, w ramach której wykorzystujemy algorytmy sztucznej inteligencji do tworzenia modeli wspomagających diagnostykę onkologiczną i kardiologiczną. We współpracy z klinicystami z Narodowego Instytutu Onkologii w Gliwicach opracowaliśmy model oparty na danych pochodzących od pacjentów z guzami mózgu w celu poprawy diagnostyki glejaka wielopostaciowego na podstawie skanów MRI – mówi dr hab. Luiza Handschuh, dyrektor IChB PAN.
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.
W tym 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. Główny nurt badań 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. Dynamiczny 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 po systemowe. Poprzez aktywną współpracę i udział w projektach EBRAINS, możemy przyczynić się do tworzenia bardziej zaawansowanego i zintegrowanego środowiska badawczego w dziedzinie neurobiologii na poziomie europejskim – zapewnia prof. dr hab. Agnieszka Dobrzyń, dyrektor Nenckiego.
PCSS wspólnie z Uniwersytetem Medycznym im. Karola Marcinkowskiego 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.
Najważniejszym czynnikiem dla uformowania optymalnego składu krajowego węzła EBRAINS-PL będzie zdolność do rozwoju zasobów otwartych danych i narzędzi wspomagających rozwój infrastruktury europejskiej. Zadania te muszą także wpisywać się w inicjatywę rozwoju europejskich przestrzeni wspólnych danych (European Common Data Spaces). Platforma Cyfrowej Medycyny EBRAINS umożliwia naukowcom analizowanie dużej i rosnącej ilości neurologicznych danych klinicznych: obecnie ponad 20 000 zbiorów danych, obejmujących otępienie, padaczkę,
zdrowie psychiczne i urazowe uszkodzenie mózgu, pochodzących z rosnącej liczby uczestniczących szpitali (obecnie 30), przy jednoczesnym zapewnieniu anonimowości pacjentów. Dokłada się wszelkich starań, aby dane dostępne za pośrednictwem EBRAINS były zgodne z wysokimi standardami etycznymi UE i przestrzegały zasady FAIR (tj. Findable, Accessible, Interoperable, Reusable – odnajdywalne, dostępne, interoperacyjne i reużywalne), co jest zarówno dobrą praktyką naukową, jak i polityką UE.
Inicjatorem działań na rzecz przyłączenia polskich instytucji naukowo-badawczych do EBRAINS było Biuro Promocji Nauki PolSCA Polskiej Akademii Nauk w Brukseli.
MK