16/02/2021 - Um projeto EIC Pathfinder Horizon 2020 da União Europeia coordenado pela Catalan SME Neuroelectrics Barcelona envolvendo Gustavo Deco, professor pesquisador do ICREA no DTIC, e Jordi García Ojalvo, professor titular de Biologia de Sistemas no DCEXS. O EIC Pathfinder promove pesquisa e inovação colaborativas e interdisciplinares em tecnologias futuras radicalmente novas e inspiradas na ciência.
O Neurotwin é um novo projeto Horizon 2020 EIC Pathfinder da União Europeia que construirá uma estrutura computacional para representar os mecanismos de interação de campos elétricos com redes cerebrais humanas personalizadas. Ele assimilará dados de neuroimagem para projetar estratégias de otimização personalizadas para tratar a doença de Alzheimer.
O projeto desenvolverá modelos cerebrais híbridos para representar os efeitos da estimulação elétrica cerebral não invasiva de alterações características de alguns distúrbios cerebrais
O projeto terá duração de 48 meses e começou em janeiro de 2021. Ele se concentra na tecnologia de gêmeos digitais para neurociência. Um gêmeo digital é a geração ou coleção de dados digitais que representam um objeto físico. Neurotwin é coordenado pela SME Neuroelectrics Barcelona da Catalunha e envolve dois grupos de pesquisa da UPF: Gustavo Deco, diretor do Centro de Cérebro e Cognição (CBC) e professor pesquisador do ICREA no Departamento de Tecnologias de Informação e Comunicação (DTIC), e Jordi García Ojalvo, diretor do Laboratório de Biologia de Sistemas Dinâmicos do Departamento de Ciências Experimentais e da Saúde (DCEXS).
“Planejamos investigar como as estimulações do modelo in silico podem ser usadas para prever e projetar intervenções terapêuticas eletromagnéticas e/ou farmacológicas”
O laboratório de Gustavo Deco irá centrar-se na modelação de todo o cérebro, ou seja, de forma a extrair e compreender os mecanismos subjacentes à dinâmica global associada a diferentes estados cerebrais (como os estados de repouso da doença e indivíduos saudáveis). “Em particular, estudaremos formas quantitativas de definir estados cerebrais. Pretendemos investigar como as estimulações do modelo in silico podem ser usadas para prever e projetar intervenções terapêuticas eletromagnéticas e/ou farmacológicas”, afirma Deco. O laboratório de Garcia-Ojalvo desenvolverá modelos dinâmicos mínimos de atividade cerebral total para identificar os princípios subjacentes à amplificação de distúrbios eletromagnéticos em redes cerebrais que operam perto da criticidade.
O laboratório de Garcia-Ojalvo desenvolverá modelos dinâmicos mínimos de atividade cerebral total para identificar os princípios subjacentes à amplificação de distúrbios eletromagnéticos em redes cerebrais que operam perto da criticidade
O conhecimento adquirido com essas abordagens será validado por modelos de massa neural mais realistas desenvolvidos pela Neuroelectrics. O projeto desenvolverá modelos cerebrais híbridos capazes de representar os efeitos da estimulação elétrica cerebral não invasiva apropriada no contexto de alterações de conectividade em larga escala e déficits oscilatórios característicos de alguns distúrbios cerebrais, como a doença de Alzheimer.
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As mais avançadas técnicas de modelagem física e fisiológica
A tecnologia Neurotwin se beneficiará das mais avançadas técnicas de modelagem física e fisiológica que permitem ao projeto melhorar a previsão dos efeitos da neuromodulação e projetar e testar protocolos de neuromodulação otimizados. “Estamos aqui porque queremos revolucionar a neuropsiquiatria e fornecer soluções baseadas em modelos para todos os pacientes necessitados. Nossa abordagem é baseada na ciência e computacional: acreditamos que agora é o momento certo para atacar computacionalmente o problema da neuromodulação personalizada e guiada por modelos, reunindo os aspectos físicos e fisiológicos da terapia. E embora nosso foco atual seja a epilepsia e o mal de Alzheimer, outros transtornos podem ser abordados computacionalmente, acrescentam os coordenadores do projeto.
Esta nova abordagem pode fornecer um avanço na terapia personalizada para distúrbios neurodegenerativos: “A realização do programa Neurotwin terá um impacto científico significativo porque requer uma representação realista da dinâmica cerebral em várias escalas, estados e condições. Nossa ambição final é fornecer soluções terapêuticas disruptivas por meio de um paradigma de neuromodulação individualizado e orientado a modelos”, concluem os pesquisadores.
O projeto envolve especialistas de diversas disciplinas: dinâmica não linear, teoria de redes, biofísica, engenharia, neurociência básica e computacional, pesquisa clínica, ética e filosofia. A instituição coordenadora é uma PME de alta tecnologia, Neuroelectrics Barcelona. Os parceiros do projeto são a Universidade Pompeu Fabra e a Universidade Pablo de Olavide na Espanha; Universidade de Uppsala (Suécia); Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz (Alemanha); Beth Israel Deaconess Medical Center (EUA) e Fundazione Santa Lucia (Itália).
Fonte: https://www.upf