На базе НЦИЛС ВолгГМУ проведен семинар по суперкомпьютерным вычислениям в медицине

На семинаре были рассмотрены общая архитектура и характеристики суперкомпьютерных вычислительных комплексов (СВК); виды программ и типы задач для СВК, в том числе: 3D-моделирование биологических объектов (белков, вирусов), функциональное моделирование органов, интеллектуальная обработка клинических данных, в частности, Big Data.

Приведены примеры программ, которые могут быть эффективно использованы для решения на СВК различных задач лабораторий НЦИЛС.

Программы квантово-химических расчетов могут быть применены для планирования синтеза новых лекарственных веществ.

Программы потокового докинга позволяют выполнять виртуальный скрининг десятков тысяч химических структур на десятки видов фармакологической активности, например: новых обезболивающих веществ; антимигренозных соединений; соединений, предотвращающих развитие патий при сахарном диабете и болезни Альцгеймера; гипогликемических веществ.

Программы молекулярной динамики позволяют изучать динамическое поведение белковых комплексов с лекарственными молекулами – проводить построение равновесных 3D-моделей белков, состоящих из нескольких субъединиц (например, ионных каналов); осуществлять анализ передачи сигнала по цепочкам вторичных мессенджеров от активированного рецептора вглубь клетки; и т.п.

Также на семинаре были отражены возможности СВК для проведения сложных фармакокинетических исследований, показаны возможности программ для моделирования фармацевтических свойств лекарственных веществ. Описано использование программ полногеномного анализа ассоциаций и баз данных по геномам и мутациям для персонализированной медицины и в фармакогеномике – для прогноза риска заболеваний; оценки особенностей действия препаратов на группы пациентов с различными вариантными мутациями белка-мишени, обуславливающего основной механизм действия; и др.

Специально рассмотрены ключевые технологии искусственного интеллекта: перцептронные, свёрточные и рекуррентные искусственные нейронные сети, позволяющие строить мультитаргетные модели действия лекарственных препаратов; выполнять содержательный анализ рентгеновских, МРТ, УЗИ снимков, фотографий микроскопического анализа биоматериалов, иных изображений; обрабатывать электрокардиограммы, электроэнцефалограммы; распознавать тексты (в том числе, данные медицинских карт) и проводить text mining – семантический анализ текстовой информации.

Приведены примеры основанных на использовании суперкомпьютеров, искусственного интеллекта и Big Data диагностических систем для диагностики и лечения онкологических и кардиологических заболеваний, глаукомы, осложнений сахарного диабета.

Рассмотрены возможности 3D-симуляции на суперкомпьютерах изображений органов человека, создания 3D-цифрового пациента, виртуального планирования хирургических операций.

Отмечена необходимость использования СВК НЦИЛС для обучения студентов ВолгГМУ.

Для всех участников семинара, научных сотрудников, преподавателей и студентов ВолгГМУ и других вузов Волгограда, была проведена экскурсия в вычислительный зал с демонстрацией суперкомпьютера НЦИЛС и объяснением особенностей его работы и использования.

П.М. Васильев, д.б.н., с.н.с., профессор кафедры
фармакологии и биоинформатики ВолгГМУ,
старший научный сотрудник НЦИЛС ВолгГМУ

Фото: В.Н. Морозкин

Вход для сотрудников

• Логин: 
• Пароль: 
• Войти в систему Регистрация

Сведения об университете

Сведения об образовательной организации

Ближайшие события

• ПРЕДСТОЯЩИЕ
  
• ПРОШЕДШИЕ