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Physiome, Modélisation (Mathématique, Thérapeutique)
Responsables Alfredo Hernández (INSERM, Rennes) - Georgia Barlovatz-Meimon (CNRS, Evry) Suppléants Marie Beurton-Aimar (CNRS, Bordeaux), Benjamin Ribba (INRIA Rhône-Alpes)
Objectifs du thème A Dans les sciences biomédicales, comme dans presque tous les domaines de la science, la modélisation est considérée maintenant comme nécessaire. Cependant, la définition et la simulation de modèles sont rendues délicates par la complexité des systèmes étudiés. En effet, les processus étudiés impliquent: i) une diversité des échelles spatiotemporelles: du gène à l'organe et des échanges ioniques à la vie entière ; ii) un haut niveau d'interdépendance entre différents phénomènes/systèmes ; iii) une diversité des phénomènes physicochimiques et iv) une diversité des domaines énergétiques (hydraulique, mécanique, électrique, …). À l’image de l'initiative internationale Physiome et des efforts actuels au niveau Européen pour la définition du « Virtual Physiological Human », la recherche s'oriente actuellement vers l'incorporation de ces différents aspects dans une approche de « modélisation intégrative », afin de mieux représenter, simuler et étudier ces systèmes complexes. La volonté de la Communauté Européenne à soutenir, dans le FP7, des efforts dans ce sens en est un signe sans ambiguïté. Néanmoins, cette modélisation intégrative n’est évidemment possible qu’à travers une collaboration étroite entre plusieurs disciplines. Dans ce contexte, notre GdR occupe une position privilégiée par son ouverture à toutes les communautés concernées, qu'elles appartiennent au monde médical, à celui de la recherche biologique ou biomédicale fondamentale, au domaine de l'informatique, des mathématiques, ou de l'ingénierie. Le nouveau comité de pilotage reflète cette interdisciplinarité : un ingénieur biomédical (spécialisé dans la modélisation de la physiopathologie cardiovasculaire liée étroitement à la clinique - AH), une biologiste expérimentale (impliquée aussi dans la modélisation de processus cancereux - GBM), une informaticienne (avec une expertise en modélisation multi-modes des réseaux biochimiques/métaboliques et standards/ontologies /langages de structuration des connaissances - MBA), et un modélisateur de mécanique/motilité cellulaire (JLM). Nous nous engageons à profiter pleinement des possibilités offertes par le GdR pour faciliter l'interaction de ces différentes communautés. Outre cet objectif général de rapprochement des équipes et de chercheurs impliqués dans la modélisation biomédicale, les objectifs spécifiques de ce thème sont :
- Faciliter le développement d'outils génériques de modélisation et de simulation : Un premier pas pour faciliter l’interaction entre les différents acteurs de ce thème est la définition d’un cadre commun de modélisation et de simulation. En effet, les chercheurs de différents champs disciplinaires utilisent souvent des outils de modélisation/simulation différents, des formalismes distincts, ou encore des formats de données et de sauvegarde de modèles incompatibles entre eux. L’action thématique sur les markup languages, présentée précédemment, a eu comme but de traiter le problème de l'échange et la sauvegarde de modèles mathématiques. La suite naturelle de cette action est donc d'encourager la capitalisation des connaissances et recueil des données nécessaires à la modélisation.
- Inciter et encourager le développement de modèles ciblés sur des applications cliniques ou thérapeutiques : L’utilisation de modèles mathématiques dans la pratique clinique ou dans un contexte thérapeutique reste encore limitée, principalement à cause des problèmes liés à la validation de ces modèles, à leur complexité, à la création de modèles spécifiques-patient et aux besoins de calcul trop élevés. Ce thème sera un des points essentiels pour les échanges entre chercheurs. Multiplier/développer des interactions entre thèmes : L’interaction avec le thème B (signaux et images) est cruciale pour arriver à une applicabilité clinique des modèles développés. En effet, la validation de modèles et la création de modèles spécifiques au patient sont basées sur l’observation d’un ensemble de données cliniques (signaux, images, données de l’historique du patient), et leur confrontation aux données simulées. L’expertise des membres du thème C sur les bases de données, ontologies, etc.., est nécessaire, entre autres, pour la réalisation d’outils génériques de modélisation et simulation.
Journées Thématiques du Thème A (2007-2010) :
Actions du Thème A (2007-2010) :
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