คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะสามารถจำลองการทำงานของหัวใจได้แล้ว

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะสามารถจำลองการทำงานของหัวใจได้แล้ว

การสร้างแบบจำลองคลื่นไฟฟ้าที่ซับซ้อนซึ่งทำให้เกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะอาจเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจและรักษาจังหวะการเต้นของหัวใจที่ผิดปกติเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ การสร้างแบบจำลองแบบเรียลไทม์ของการเปลี่ยนแปลงของหัวใจภายในเซลล์หัวใจที่มีปฏิสัมพันธ์หลายล้านเซลล์ จำเป็นต้องเข้าถึงกลุ่มคอมพิวเตอร์และซูเปอร์คอมพิวเตอร์อันทรงพลัง 

ซึ่งทำให้แพทย์ส่วนใหญ่เข้าถึงไม่ได้

เพื่อให้การสร้างแบบจำลองการเต้นของหัวใจสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น ทีมนักวิจัยของสหรัฐฯ ได้ใช้ชิปประมวลผลกราฟิกและซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนเว็บเบราว์เซอร์มาตรฐานเพื่อย้ายการจำลองแบบไดนามิกของหัวใจที่มีประสิทธิภาพสูงไปยังคอมพิวเตอร์ที่มีต้นทุนต่ำ และแม้แต่สมาร์ทโฟนระดับไฮเอนด์ ความก้าวหน้านี้อาจช่วยให้แพทย์ใช้ข้อมูลการสร้างแบบจำลอง 3 มิติเพื่อออกแบบการรักษาเฉพาะหรือกลยุทธ์การป้องกันสำหรับผู้ป่วยของตน และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาผลกระทบของยาเฉพาะต่อภาวะหัวใจล้มเหลว

“ความสามารถในการทำแบบจำลองแบบเรียลไทม์ในสามมิติสามารถเปิดประตูสู่การใช้งานทางคลินิก ซึ่งเราสามารถหารูปทรงเรขาคณิตของผู้ป่วยได้จริง และแก้ไขสมการเหล่านี้ในเซลล์ที่บรรจุอยู่ในหัวใจ” Elizabeth Cherryจากสถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์กล่าว “เราสามารถเห็นการใช้งานในคลินิกที่สามารถปรับการรักษาแบบเฉพาะตัวโดยพิจารณาจากรูปทรงของหัวใจที่เฉพาะเจาะจง เราสามารถทดสอบการรักษาที่เป็นไปได้จริง ๆ เพื่อดูว่าจะได้ผลกับผู้ป่วยแต่ละรายอย่างไร”

กุญแจสำคัญในการพัฒนานี้คือการใช้หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ที่ออกแบบมาสำหรับแอพพลิเคชั่นเกม ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยให้คอมพิวเตอร์แสดงกราฟิกและวิดีโอ สมาร์ทโฟนระดับไฮเอนด์สามารถมีคอร์ GPU ได้มากถึง 900 คอร์ ในขณะที่การ์ดกราฟิกระดับไฮเอนด์สำหรับแล็ปท็อปหรือคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปอาจมีมากกว่า 5,000 คอร์

“ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา GPU มีประสิทธิภาพมาก” 

Flavio Fentonจากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย อธิบาย “แต่ละตัวมีโปรเซสเซอร์หลายตัว ดังนั้นคุณสามารถเรียกใช้ปัญหาแบบคู่ขนานเหมือนที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำ ต้องคำนวณสมการเชิงอนุพันธ์มากถึง 40 หรือ 50 สำหรับแต่ละเซลล์ [หัวใจ] และเราจำเป็นต้องเข้าใจว่าเซลล์หลายล้านมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร”

เพื่อให้การจำลองทำงานบน GPU ใดๆAbuzar Kaboudian ของ Georgia Tech ได้ พัฒนาไลบรารีการเขียนโปรแกรมอเนกประสงค์ที่ช่วยให้ทีมสามารถพัฒนาโปรแกรมใน WebGL ที่สามารถทำงานผ่านเว็บเบราว์เซอร์ทั่วไปได้ “หากคุณเข้าถึงอินเทอร์เน็ตและเว็บเบราว์เซอร์สมัยใหม่ เช่น Firefox หรือ Chrome ได้ คุณก็ไปที่เว็บลิงก์และการจำลองจะเริ่มทำงานบนการ์ดกราฟิกของคอมพิวเตอร์ของคุณ” Kaboudian กล่าว “ปัญหาใด ๆ ที่สามารถขนานกันได้สามารถเรียกใช้บนไลบรารีที่เราสร้างขึ้น มันจะเร่งการจำลองบนคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้หลายร้อยเท่า”

นักวิจัยได้พัฒนาโมเดลที่แตกต่างกัน 10 แบบตามการเขียนโปรแกรม WebGL และกำลังวางแผนที่จะจัดทำเครื่องมือสำหรับนักวิจัยคนอื่นๆ การปรับปรุงในอนาคตจะรวมถึงความสามารถในการเรียกใช้การจำลองบนการ์ด GPU มากกว่าหนึ่งตัว เพื่อให้ได้ความเร็วในการคำนวณที่สูงขึ้น

เตตระควาร์กแรกถูกค้นพบอย่างเป็นทางการ 

(โดยมีนัยสำคัญทางสถิติมากกว่า 5σ) ในการทดลอง BELLE ของญี่ปุ่นในปี 2008 เพนต์ควาร์กสองตัวแรก – เรียกว่า P c (4450) +และ P c (4380) + – ถูกค้นพบในปี 2015 ที่ LHCb โดยใช้โปรตอน – ข้อมูลการชนกันของโปรตอนจาก Run 1 ของ Large Hadron Collider (LHC) ตัวเลขสี่หลักหมายถึงมวลของเพนต์ควาร์กใน MeV/c 2ซึ่งหมายความว่าเพนต์ควอร์กเหล่านี้หนักกว่าโปรตอนมากกว่าสี่เท่า

การใช้ข้อมูลใหม่จาก Run 2 ของ LHC นักฟิสิกส์ได้ค้นพบเพนต์ควาร์กตัวที่สามที่เรียกว่า P c (4312) +ซึ่งพวกเขาสังเกตเห็นด้วยนัยสำคัญทางสถิติที่7.3σ ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขายังมีหลักฐาน 5.4σ ที่แสดงว่ามวลพีคในข้อมูลรัน 1 ที่เกี่ยวข้องกับ Pc (4450) +จริงๆ แล้วเป็น พี ค สองพีค พวกเขาเชื่อว่าสิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับเพนต์ควอร์กสองชนิดที่แตกต่างกัน ซึ่งพวกเขาได้ขนานนามว่า P c (4440) +และ P c (4457 ) +

Tim Gershonสมาชิกทีม LHCb  จาก University of Warwick บอกกับPhysics Worldว่าการรวมข้อมูลจาก Run 1 และ Run 2 หมายความว่า pentaquark peaks ได้รับการแก้ไขได้ดีกว่าในการศึกษาก่อนหน้านี้มาก Gershon และคณะพบว่ายอดเขาทั้งสามนั้นแคบ ซึ่งหมายความว่าอนุภาคเพนต์ควาร์กมีอายุการใช้งานค่อนข้างนานก่อนที่จะสลายตัว

อายุขัยที่ยาวนานแนะนำว่าเพนต์ควาร์กเหล่านี้มีลักษณะคล้ายกับโมเลกุลที่ประกอบด้วยแบริออนและเมซอนที่ถูกมัดเข้าด้วยกันด้วยแรงที่เหลือซึ่งเป็นแรงที่ยึดนิวตรอนและโปรตอนเข้าด้วยกันในนิวเคลียส ตัวอย่างเช่น มวลของ P c (4312) +อยู่ต่ำกว่ามวลรวมของ Ʃ c + baryon และ D meson ที่เป็นกลาง การกำหนดค่าดังกล่าวคาดว่าจะค่อนข้างเสถียรและสอดคล้องกับจุดสูงสุดที่แคบ

Gershon กล่าวว่าทีม LHCb กำลังทำการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเกี่ยวกับการชนกัน ซึ่งควรเปิดเผยการหมุนและความเท่าเทียมกันของเพนต์ควอร์ก สิ่งนี้จะให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของเพนต์ควาร์ก สารเคลือบต้านจุลชีพชนิดใหม่ที่ทำจากเงินและรูทีเนียมสามารถฆ่าเชื้อแมลงที่ดื้อยาหลายชนิดได้ สารนี้มีชื่อว่า AGXX® ได้รับการทดสอบบนพื้นผิวที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดการปนเปื้อนภายในสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งเป็นถิ่นที่อยู่สุดขั้ว แบบปิด และไม่เป็นมิตร ซึ่งแบคทีเรียพัฒนากลไกการป้องกันโดยเฉพาะต่อยาปฏิชีวนะและสารซักฟอก

Elisabeth GrohmannจากBeuth University of Applied Sciences Berlinซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาวิจัยครั้งนี้อธิบายว่า “ในสถานีอวกาศนานาชาติ แบคทีเรียพัฒนาผนังเซลล์ที่หนาขึ้น หรือมียีนแสดงความรุนแรงสูง” “แต่แม้จะมีสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยและกลไกการป้องกันเหล่านี้ AGXX® ก็ยังคงทำงานอยู่”

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง