Simulation and Data Lab Neuroscience
Das Simulation and Data Lab (SDL) Neuroscience besteht aus einem interdisziplinären Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren mit komplementären Kenntnissen und Fähigkeiten, das Neurowissenschaftler bei der Nutzung von High-Performance Computing (HPC), Cloud- und Datenressourcen für die Forschung unterstützt.
In den letzten Jahren hat HPC für die Neurowissenschaften zunehmend an Bedeutung gewonnen. HPC-Ressourcen werden unter anderem für die Verarbeitung und Analyse von hochauflösenden Datensätzen, für die Simulation großer und komplexer neuronaler Netzwerkmodelle oder für die Analyse der Simulations- und/oder experimentellen Ergebnisse eingesetzt. Das SDL Neuroscience bringt Neurowissenschaften und HPC durch umfassende Unterstützung, die sich am Bedarf der neurowissenschaftlichen Nutzergemeinschaft orientiert, näher zusammen.
Unsere Kenntnisse in den Bereichen Neurowissenschaften und HPC basieren sowohl auf eigener Forschung und Entwicklung als auch auf gemeinsamen Projekten mit nationalen und internationalen Partnern. Wir entwickeln Simulations-, Datenanalyse- und Visualisierungstechnologien für die Neurowissenschaften und portieren und optimieren Codes für die effiziente Nutzung aktueller und zukünftiger Supercomputer.
Im Rahmen der Programmorientierten Förderung (PoF IV) von Helmholtz Information trägt diese Gruppe zu Programm 1 “Engineering Digital Futures”, Topic 1 „Enabling Computational- & Data-Intensive Science and Engineering“ bei, und sie ist Teil des Joint Lab Supercomputing and Modeling for the Human Brain (SMHB) und des Center for Advanced Simulation and Analytics (CASA).
Zu unseren Forschungs- und Supportaktivitäten gehören
- Entwicklung von Simulations-, Datenanalyse- und Visualisierungstechnologien für die Neurowissenschaften
- Portierung und Optimierung von Anwendercodes für Supercomputer
- Einsatz und Wartung von neurowissenschaftlicher Software auf den JSC-Supercomputern
- Unterstützung bei der Vorbereitung von Anträgen für Rechenzeit und Testzugänge
- Technische Begutachtung von Rechenzeitanträgen
- Mentoring von Rechenzeitprojekten
- Tutorien, Kurse und Workshops
Partners and Projects
Als Bernstein Facility für Hochleistungssimulation und Datenanalyse stellt das SDL Neuroscience sein Fachwissen im Bereich der Simulations- und Datenanalysetechnologien dem Bernstein Netzwerk für Computational Neuroscience zur Verfügung.
Das SDL Neuroscience ist Teil des Helmholtz Joint Lab „Supercomputing and Modeling for the Human Brain (SMHB)“ und der Jülich Aachen Research Alliance (JARA).
EBRAINS ist eine digitale europäische Forschungsinfrastruktur, die den Fortschritt in den Neurowissenschaften und der Hirngesundheit fördern und beschleunigen soll. Diese innovative Infrastruktur, die aus dem Human Brain Project (HBP) hervorgegangen ist, ist ein Ökosystem, in dem Forscher, Kliniker und Experten aus verschiedenen Disziplinen zusammenkommen, um die Komplexität des Gehirns zu erforschen und zu analysieren - von der molekularen und zellulären Ebene bis hin zur Funktion des gesamten Organs. Als Teil der Zusammenarbeit koordiniert, plant und integriert das SDL Neuroscience den Zugang zu Basisinfrastrukturen, einschließlich HPC-, Cloud- und Speicherressourcen, und organisiert das projektweiten Usersupport.
EBRAINS Deutschland, der deutsche Nationale Knoten der digitalen Forschungsinfrastruktur für Neurowissenschaften EBRAINS, bündelt fundiertes Fachwissen in den Bereichen Computational Neuroscience, klinische Forschung und Informatik. Die Partner von EBRAINS Deutschland bieten einzigartige Open-Science-Tools für die Neurowissenschaften, medizinische Anwendungen und die Industrie. Das SDL Neuroscience koordiniert EBRAINS Deutschland und trägt zu dessen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten bei.
Das übergeordnete Ziel des Virtual Brain Twin-Projekts ist die Entwicklung und Validierung eines spezialisierten Ökosystems für die personalisierte Behandlung psychiatrischer Erkrankungen unter Verwendung eines patientenspezifischen, multiskaligen virtuellen Gehirnmodells. SDL Neuroscience trägt zur Definition der Architektur, zur Implementierung, zum Einsatz und zum Betrieb sowie zur multiskaligen Simulation und Optimierung der virtuellen Gehirnzwillingsmodelle bei.
Das eBRAIN-Health Projekt liefert eine verteilte Forschungsplattform zur Modellierung und Simulation komplexer neurobiologischer Phänomene der menschlichen Gehirnfunktion und -dysfunktion in einer datenschutzkonformen Umgebung. Das SDL Neuroscience leistet einen Beitrag zur Softwareentwicklung, zur Entwicklung von Optimierungswerkzeugen für Hirnmodelle funktioneller Dynamiken auf unterschiedlichen Skalen, sowie zur Bereitstellung von Software und Dienstleistungen im Bereich HPC.
Das Human Brain Project (2011-2023) war eine europäische Leitinitiative für künftige und neu entstehende Technologien. Es leistete Pionierarbeit für ein neues Paradigma in der Hirnforschung an der Schnittstelle von Informatik und Technologie und baute die Forschungsinfrastruktur EBRAINS auf. In den vergangenen zehn Jahren hat das SDL Neuroscience durch die Entwicklung von Anforderungsspezifikationen, Validierung und Nutzersupport zum HBP und EBRAINS beigetragen.
