Los expertos en supercomputación, que han participado en el B•Debate Towards in Silico Humans, celebrado en CosmoCaixa, predicen que los superordenadores del futuro, basados en la tecnología a exaescala, permitirán realizar un trillón (un millón de billones) de cálculos por segundo y conseguir una velocidad mil veces mayor que las máquinas más rápidas disponibles hoy en día.

La simulación se ha convertido, junto con la teoría y la experimentación, en el tercer pilar de la ciencia. Se puede aplicar desde niveles subatómicos a organismos humanos enteros. Las aplicaciones que la modelación y simulación abren en el campo de la ciencias de la vida son muy grandes. Según el líder científico del B•Debate, Modesto Orozco, investigador principal del laboratorio de Modelización Molecular y Bioinformática del IRB y director del Área de Ciencias de la Vida del BSC-CNS, «en un futuro tendremos una especie de avatar de cada uno de nosotros , con el que los doctores podrá probar, entre otras cosas, nuestra reacción a medicamentos».

Hoy en día los científicos han conseguido simular tanto moléculas como órganos completos. Por ejemplo, el equipo de José María Cela, del BSC, ha creado una simulación del corazón con su correspondiente flujo sanguíneo, musculación mecánica y propagación eléctrica. Este modelo permite estudiar, entre otras cosas, la acción de los medicamentos en trastornos como la arritmia. Disponen también de modelos de arterias, con los que pueden hacer pruebas de presión de sus paredes para investigar los aneurismas.

Otro de los grandes proyectos con los que se está trabajando es el Human Brain Project. Una gran investigación médico-científica y tecnológica financiada por la Unión Europea y dirigida por Henry Markram, que tiene como finalidad reproducir tecnológicamente las características del cerebro. Según Orozco, este proyecto puede ser una gran herramienta con la que los doctores podrán probar los efectos de un tratamiento médico sobre el funcionamiento del cerebro.
En enfermedades de gran impacto social como son el Alzheimer y el cáncer los avances están todavía en las primeras etapas, sin embargo ya se ha conseguido simular los primeros pasos del desarrollo del Alzheimer y hasta una de las primeras fases de la proliferación celular en cáncer.

Impacto en la industria
Uno de los sectores donde la supercomputación está teniendo más impacto es el farmacéutico. Esta industria es cada vez más dependiente de la computación de alto rendimiento para la obtención de nuevos medicamentos. Según Orozco, «las compañías farmacéuticas están utilizando los superordenadores para identificar los fármacos más eficaces para cada enfermedad». El uso de la supercomputación a exaescala permitiría, por ejemplo, escanear simultáneamente hasta mil millones de compuestos y reducir el uso de animales de experimentación que tiene un coste de entre 1.300 a 9.500 millones de euros anuales. Esto sería muy beneficioso para la economía europea, que produce casi el 40% de los productos farmacéuticos existentes en el mercado mundial. Permitiría, además, reducir costes de los 115 millones de euros que supone, de media, el lanzamiento de cada nuevo fármaco». En palabras de. Orozco «dentro de poco será una práctica habitual que cualquier medicamento aprobado por una agencia tenga que pasar antes por una serie de software que prediga todas las posibles interacciones cruzadas y desequilibrios . Y así, no encontrar estos problemas en las últimas fases de la etapa clínica».

Según Aniyan Varghese, miembro de la Dirección General de Redes de Comunicación, Contenido y Tecnología (DG CONNECT) de la Comisión Europea, presente en el B•Debate, «la industria tiene una dependencia creciente con respecto a la computación de alto rendimiento para poder ser competitiva e innovar». Aniyan Varghese añadió que los centros de excelencia científica, como pueden ser los que contienen supercomputadores, deben trabajar conjuntamente con la industria. De hecho, la importancia que la UE da a la computación de alto rendimiento queda reflejada en el programa de fondos para la ciencia Horizon 2020.

Retos de futuro
Los investigadores creen que realizar cálculos a exaescala será posible a partir del 2020. Para cumplir este objetivo, científicos e ingenieros se enfrentan a retos importantes, como crear programas de software potentes para trabajar con ingentes cantidades de datos, o reducir el colosal consumo de electricidad que tienen estas superordenadores. El Tihane-2, en China, es, en estos momentos, el supercomputador más potente del mundo. Es capaz de realizar 30.700 billones de cálculos por segundo. Para operar con tecnología a exaescala necesitarían 1,6 gigavatios de electricidad, aproximadamente la cantidad requerida para alimentar 2.000.000 de hogares.

Las jornadas Towards in silico humans: A challenge for Exascale computing area están organizadas por B•Debate, una iniciativa de Biocat y la Obra Social 'la Caixa', con la colaboración del programa conjunto de investigación en biología computacional del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) y el Instituto de Investigación Biomédica (IRB).