W styczniu 2024 roku Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe afiliowane przy Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu (ICHB PAN) dołączyło do EBRAINS jako pełnoprawny członek, uzyskując tym samym możliwość uczestniczenia we współtworzeniu infrastruktury badawczej i angażowania się w rozwój cyfrowych narzędzi wspomagających badania nad mózgiem. W trybie Associated Member do stowarzyszenia przystąpił również od 2024 roku Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk.
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 jego wykorzystaniem. Nie może zatem zabraknąć Polski w tym nurcie.
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), 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.
– Jesteśmy podekscytowani, że możemy powitać Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe jako pełnoprawnego członka EBRAINS. 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 – powiedziała Katrin Amunts, dyrektor generalny 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, prof. ICHB PAN, dyrektor Instytutu.
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.
– Instytut Nenckiego jest jednym 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. Ten 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 do systemowych. Poprzez aktywną współpracę i udział w projektach EBRAINS, Instytut Nenckiego może przyczynić się do tworzenia bardziej zaawansowanego i zintegrowanego środowiska badawczego w dziedzinie neurobiologii na poziomie europejskim – zapewnia dyrektor Instytutu prof. dr hab. Agnieszka Dobrzyń.
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.
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.
