ICT helpt onderzoek naar wormen en brein

*) Onderstaand artikel komt uit Surf Magazine. Hier kunt u een gratis abonnement op nemen.

Amolf doet tien keer sneller onderzoek

Bioloog Stephen Helms, onderzoeker voor Amolf, één van de onderzoekslaboratoria van NWO: “Wij onderzoeken hoe organismen zich aanpassen aan veranderende omstandigheden, dus hoe evolutie werkt. Gedrag is zeer complex. Om dat te kunnen verklaren, proberen we eerst inzicht te krijgen in het gedrag van de eenvoudigste diersoort: de worm. Omdat we van een worm alle cellen kennen, kunnen we bij deze eenvoudigste diersoort proberen een relatie te leggen tussen alle verschillende factoren die van invloed zijn op gedrag. Mijn doel is om een model te ontwikkelen dat gedrag verklaart. Dat model zou dan kunnen worden ingezet om toegepast onderzoek te doen naar bijvoorbeeld de invloed van medicijnen op gedrag.”

Prijs

“Wij bestuderen de wormen door ze te filmen in verschillende situaties. Bijvoorbeeld in een situatie waarin ze op zoek moeten naar eten, of door ze bloot te stellen aan verschillende geuren. Al bij het eerste, nog vrij eenvoudige experiment gebruikten wij zo’n beetje alle processingkracht en storage van Amolf. Het was duidelijk dat we ons onderzoek nooit zouden kunnen opschalen als we niet meer ICT-resources tot onze beschikking zouden krijgen. Ik ben zelf nogal geïnteresseerd in ICT en ben op zoek gegaan naar oplossingen. We hebben met ons onderzoek meegedaan met Enlighten Your Research en we wonnen naast een geldprijs van 20.000 euro ook twee jaar gebruik van de infrastructuur van Surfsara, inclusief support daarop en advies van het eScience Center.”

Specialistische kennis

“Het gebruik van de rekencapaciteit van Surfsara is fantastisch. Waar we vroeger dertig uur nodig hadden om de data van één video te analyseren, doen we dat nu in anderhalf uur. Als je bedenkt dat we gemiddeld twintig video’s per week maken, dan levert dat dus gigantisch veel tijdwinst op. Het transport van de data gaat via een aantal internationale lichtpaden, waardoor we eigenlijk niet merken dat de berekeningen op een andere locatie plaatsvinden. Ons team maakt daarnaast dankbaar gebruik van de adviesdiensten van het eScience Center. Zij hebben zo veel specialistische kennis dat ze je heel snel op het goede spoor kunnen zetten. Onderzoekers weten vaak niet wat er allemaal mogelijk is op ICT-gebied. Zo is opslag en verwerking van data voor heel veel onderzoekers een bottleneck. In ons geval denk ik dat we wel tien keer langer over het onderzoek zouden doen als we geen gebruik konden maken van de diensten van Surf.”

LUMC en EMC combineren databronnen

Prof. dr. ir. Boudewijn Lelieveldt, hoofd van het Laboratorium voor Klinische en Experimentele Beeldverwerking bij het Leids Universitair Medisch Centrum: “Wij combineren beelddatabases met breinscans van langdurig gevolgde vrijwilligers met de database van het Erasmus Medisch Centrum. We verwachten dat we door de grotere dataset sneller tot gedetailleerdere inzichten kunnen komen die de ontwikkeling van hersenziekten zoals alzheimer kunnen verklaren.”

“Voorheen deden we allebei onderzoek op onze eigen database, nu hebben we een opstelling ontwikkeld om de data uit twee databases op een veilige manier te delen. Het daadwerkelijke onderzoek vindt plaats aan de Technische Universiteit Delft. Hier staat een monitor waarop onderzoekers de data uit de twee databases kunnen bekijken en op afstand gebruik kunnen maken van de rekencapaciteit bij Surfsara in Amsterdam. Dat is een High Performance Computing cloud. Met name voor het visualiseren van data hebben we veel rekenkracht nodig. De opslag van data blijft in de ziekenhuizen in Rotterdam en Leiden. Met het oog op de privacy heeft dat een sterke voorkeur. De verbinding tussen deze vier locaties wordt gevormd door een aantal lichtpaden van Surfnet. De verbindingen zijn zo razendsnel dat het lijkt alsof de data allemaal op een lokale harde schijf staan. Onderzoekers hebben helemaal niet door dat ze op een gedistribueerd systeem werken.”

Nauwkeurig voorspellen

“Ik zie een grote toekomst voor het onderzoeken van datasets van meerdere ziekenhuizen. Immers, hoe meer data je hebt, hoe kleiner de afwijking mag zijn om deze toch te constateren en hoe nauwkeuriger je kunt voorspellen welke behandeling het beste werkt. Door het combineren van meerdere datasets kom je gewoon sneller tot nieuwe inzichten. Ik propageer dan ook waar mogelijk om gebruik te maken van de lichtpaden van Surfnet en de mogelijkheid om capaciteit bij te schakelen uit de Surfsara-cloud.”