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“虚拟神经元”赋能帕金森症和阿尔茨海默症的新药研发

“虚拟神经元”赋能帕金森症和阿尔茨海默症的新药研发

2018-10-15 12:28

#虚拟神经元


 

目前,全球有超过5000万人患有阿尔茨海默症和帕金森症,而这一数字正随着全球人口平均年龄的增长而增加。然而,由于人脑的复杂性,有效治疗神经系统疾病仍然非常困难。

 

 

 

在药物研发的过程中,科学家需要确定一种能与靶蛋白相互作用并改变疾病发展的分子。虽然许多研究人员正在努力寻找神经退行性疾病的治疗方法,但是很难确定究竟哪些生物标志物可以检测出疾病的发展速度,或药物对于疾病是否有效。

 

NeuroInitiative是一家初创公司,在美国佛罗里达州和马萨诸塞州设有分支机构。目前,该公司正在使用GPU计算来创建神经通路模拟(本质上是一个“虚拟神经元”),用于帮助研究人员验证有关潜在药物分子如何与身体相互作用的假设。

 

通过这些模拟,科学家可以通过四维方式查看虚拟神经元,了解其复杂性。还可以修改神经元内的因子,提供视觉分析,帮助研究人员找到最适合特定患者的药物。

 

NeuroInitiative的联合创始人兼首席技术官Andy Lee表示:“帕金森症和阿尔茨海默症的生物学特征变化多端且极为复杂,非常适合应用计算机模拟。有了NVIDIA GPU加速,像我们这样的初创公司就能够解决这些关键的医疗需求”。

 

NeuroInitiative在Microsoft Azure云平台的NVIDIA Tesla V100 GPU上运行其模拟。其软件使用NVIDIA CUDA工具包,在高峰时段可以启动超过10万个CUDA核心。

 

通过在云中使用NVIDIA GPU,研究人员可以通过“即用即付”的方式灵活地访问虚拟机。他们可以在要求最为苛刻的模拟过程中频繁地使用虚拟机,用完之后关闭,花费数周时间分析结果,然后在下次需要时再次使用。

 

Lee预计,NVIDIA GPU使他们可以进行计算密集型模拟,12到20年的新疗法的药物研发周期将会因此缩短一半时间。

 

 “我们现在正努力实现数分钟内验证假设的目标,这将加速催生新的想法,并最终找到治疗方法。” Lee说道。

 

NeuroInitiative已确定超过25种有望治疗帕金森症的候选药物,并将通过实验测试这些药物的效果。他估计,效果出众的化合物可能会在短短三年内应用到人体临床试验。

 

Lee表示,虚拟GPU已经使他的团队“能在几分钟内就达到几年前需要访问全球数台超级计算机才能达到的水平。”