{"id":22413,"date":"2021-06-01T15:33:22","date_gmt":"2021-06-01T13:33:22","guid":{"rendered":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/?p=22413"},"modified":"2024-08-30T12:13:22","modified_gmt":"2024-08-30T10:13:22","slug":"jordi-garcia-ojalvo-dcexs-upf-volem-crear-models-acurats-i-personalitzats-del-cervell-de-cada-pacient","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/jordi-garcia-ojalvo-dcexs-upf-volem-crear-models-acurats-i-personalitzats-del-cervell-de-cada-pacient\/","title":{"rendered":"Jordi Garcia-Ojalvo (DCEXS-UPF): \u201cVolem crear models acurats i personalitzats del cervell de cada pacient\u201d"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Jordi Garcia-Ojalvo<\/strong> \u00e9s el director del Laboratori de Biologia de Sistemes Din\u00e0mics del <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.upf.edu\/web\/biomed\" target=\"_blank\">Departament de Ci\u00e8ncies Experimentals i de la Salut, Universitat Pompeu Fabra (DCEXS-UPF)<\/a> i amb el seu grup forma part d&#8217;un <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.upf.edu\/web\/biomed\/news\/-\/asset_publisher\/CRcETTCV7Uyn\/content\/id\/243467700\/maximized\" target=\"_blank\">projecte d&#8217;innovaci\u00f3 tecnol\u00f2gica<\/a> interdisciplinar aplicada a la neuroci\u00e8ncia: <em><strong><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.neurotwin.eu\/\" target=\"_blank\">Neurotwin<\/a><\/strong><\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El projecte ha reunit a experts de branques ben diverses com ara l&#8217;<strong>enginyeria, la investigaci\u00f3 cl\u00ednica i la filosofia<\/strong>, per crear \u00abcervells bessons digitals\u00bb que permetin fer <strong>tractaments personalitzats per malalties neurol\u00f2giques.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Hem tingut la sort de parlar amb el Jordi Garcia-Ojalvo perqu\u00e8 ens expliqui qu\u00e8 \u00e9s tot aix\u00f2 dels <em>neuro twins<\/em> i entendre una mica millor aquest interessant projecte.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:55px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00abCervells digitals bessons\u00bb sona a ci\u00e8ncia ficci\u00f3&#8230; En qu\u00e8 consisteix el projecte?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El projecte <em>Neurotwin <\/em>\u00e9s successor d\u2019una iniciativa que engloba molts projectes anomenada <em><a href=\"https:\/\/www.vph-institute.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Virtual Physiological Human<\/a><\/em>, que es basava en la idea de crear <strong>un model complet d\u2019un \u00e9sser hum\u00e0 en un ordinador<\/strong>, per tal de fer <strong>proves no invasives <a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/eduard-sabido-crg-en-pocs-anys-tots-els-investigadors-serem-usuaris-dalgorismes-informatics-daprenentatge-automatic\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">a nivell computacional<\/a><\/strong>. Ara el concepte ha derivat a \u00ab<em>Digital Twin<\/em>\u00ab, que el que busca \u00e9s no nom\u00e9s tenir un model computacional per tothom, sino crear <strong>models digitals \u00abbessons\u00bb de cada pacient<\/strong> per poder fer medicina personalitzada a partir del <a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/el-genoma-huma-20-anys-de-historia\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">genoma de cada individu.<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En concret, en el nostre projecte, <em>Neurotwin<\/em>, ens hem centrat en els <em>cervells bessons digitals<\/em>, que serien <strong>representacions dels cervells de pacients<\/strong> creades a partir de dades extretes amb les <a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/quan-cau-el-telo-de-la-consciencia\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">t\u00e8cniques actuals de neuroimatge i de monitoritzaci\u00f3 de l\u2019activitat del cervell.<\/a><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:56px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Aquests \u00abneuro twins\u00bb, doncs, per a qu\u00e8 servirien?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">L\u2019objectiu darrere de la creaci\u00f3 d&#8217;aquests models \u00e9s doble:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Per una banda volem intentar <strong>entendre perqu\u00e8 funcionen els tractaments d\u2019estimulaci\u00f3 cerebral no-invasiva<\/strong> amb camps el\u00e8ctrics o magn\u00e8tics que ja s&#8217;utilitzen amb \u00e8xit per tractar trastorns neurol\u00f2gics i neurodegeneratius.<\/li><li>Una vegada aconseguit aix\u00f2, amb models acurats del cervell, podrem respondre diferents preguntes sobre aquests tractaments i realitzar <strong>modificacions <em>in silico<\/em> perqu\u00e8 tinguin la m\u00e0xima efectivitat<\/strong> per la poblaci\u00f3 en general i, idealment, per a cada pacient. &nbsp;<\/li><\/ul>\n\n\n\n<div style=\"height:26px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>\u00abSabem que els tractaments d\u2019estimulaci\u00f3 cerebral no-invasiva amb camps el\u00e8ctrics o magn\u00e8tics funcionen, per\u00f2 no tenim del tot clar el perqu\u00e8\u00bb<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<div style=\"height:52px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">I en concret, amb quines malalties es podrien fer servir?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nosaltres estem <strong>centrats en <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/de-lalzheimer-al-cannabis-activitats-de-la-setmana-mundial-del-cervell\/\" target=\"_blank\">Alzheimer<\/a><\/strong><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/de-lalzheimer-al-cannabis-activitats-de-la-setmana-mundial-del-cervell\/\" target=\"_blank\"> <\/a>perqu\u00e8 les entitats amb qui col\u00b7laborem estan treballant amb pacients d\u2019aquesta malaltia. El que s\u2019ha vist en Alzheimer, per exemple, \u00e9s que existeixen <strong>pertorbacions en les oscil\u00b7lacions i <a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/el-cervell-al-ritme-de-la-musica\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">els ritmes del cervell<\/a><\/strong>. Amb aquestes t\u00e8cniques d\u2019estimulacions magn\u00e8tiques i el\u00e8ctriques, si aconsegu\u00edssim modular les oscil\u00b7lacions i reproduir els ritmes d\u2019un cervell sa, potser <strong>podr\u00edem reduir els s\u00edmptomes en <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/estudi-pensa-una-aposta-per-la-prevencio-primaria-en-lalzheimer\/\" target=\"_blank\">etapes lleus de la malaltia<\/a>, o l\u2019aven\u00e7 de la mateixa<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>\u00abSi aconsegu\u00edssim modular les oscil\u00b7lacions i reproduir els ritmes d\u2019un cervell sa, potser podr\u00edem reduir els s\u00edmptomes en etapes lleus d&#8217;Alzheimer\u00bb<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Tot i aix\u00ed, una vegada el projecte estigui validat, aquest tipus de t\u00e8cniques es podrien traduir i traslladar tamb\u00e9 per pacients amb <strong><a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/twitter-un-filo-per-lestudi-de-la-depressio\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">depressi\u00f3<\/a>, epil\u00e8psia o diferents tipus de dem\u00e8ncia.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:56px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Qui m\u00e9s participa en el projecte?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Aquest \u00e9s un projecte coordinat per l\u2019empresa <em>Neuroelectrics Barcelona<\/em> i recolzat per l&#8217;<strong><a href=\"https:\/\/ec.europa.eu\/programmes\/horizon2020\/en\/news\/neurotwin-proposes-novel-therapy-alzheimer%E2%80%99s-disease\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">EIC Pathfinder Horizon 2020 de la Uni\u00f3 Europea<\/a><\/strong>, que \u00e9s una iniciativa per donar suport a la <strong>recerca i el desenvolupament de tecnologies d&#8217;avantguarda<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Aix\u00ed, al projecte hi ha grups <strong>experimentals i te\u00f2rics<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Dins dels experimentals, un grup de l&#8217;Universidad Pablo de Olivade de Sevilla treballa amb ratolins i tres grups treballen amb humans: un a Dortmund (Alemanya), un altre grup a It\u00e0lia i una altre a Boston, al <em>Beth Israel Deaconess Medical Centre<\/em> on treballen amb <strong>pacients d\u2019Alzheimer<\/strong>. &nbsp;<\/li><li>En quant a la branca te\u00f2rica del projecte, tant nosaltres com el grup del <strong>Gustavo Deco<\/strong> (UPF), ens dediquem als <strong>models computacionals i a l\u2019an\u00e0lisi de les dades dels pacients<\/strong>.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<div style=\"height:62px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">I com ser\u00e0 la din\u00e0mica de treball? Ja heu comen\u00e7at?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El projecte ha comen\u00e7at fa uns mesos, s\u00ed, i t\u00e9 una durada de quatre anys. En els primers passos els te\u00f2rics i computacionals intentarem <strong>desenvolupar els models<\/strong> per entendre com funcionen aquestes estimulacions no invasives i optimitzar-les per <strong>aplicar-les en un futur als pacients<\/strong>, que seria la segona part del projecte.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:23px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>\u00abEls i les cient\u00edfiques te\u00f2riques podem comen\u00e7ar a treballar amb dades que ja existeixin i afegir les que ens facin arribar el personal experimental, que estan comen\u00e7ant a treballar amb els pacients.\u00bb<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<div style=\"height:23px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Una vegada estiguin desenvolupats els models, s\u2019hauran de validar i veure que funcionen adequadament. M\u00e9s endavant s\u2019hauria de trobar la manera de fer que aquests models fossin utilitzables en general, no nom\u00e9s per fer recerca, i aix\u00ed poder <strong>aplicar-los a la cl\u00ednica de manera personalitzada<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:53px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Quin seria el proc\u00e9s per generar un model personalitzat d&#8217;un pacient?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Idealment <strong>calen tant dades estructurals com funcionals del cervell<\/strong>. Les primeres es poden obtenir amb una <a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/observando-el-efecto-de-la-contaminacion-en-el-cerebro-de-los-mas-pequenos\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><strong>resson\u00e0ncia magn\u00e8tica (MRI<\/strong>)<\/a> i amb una t\u00e8cnica que es diu <strong><em>Difussion Tract Imaging<\/em> (DTI)<\/strong> que permet mesurar el nivell de connectivitat entre diferents \u00e0rees del cervell, per\u00f2 tamb\u00e9 a partir de dades ja existents.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Una vegada tenim l\u2019estructura analitzada cal obtenir dades del funcionament, \u00e9s a dir, de <strong>com es comporta el cervell<\/strong>. Per fer-ho, tenim dades <strong>d\u2019electroencefalografia<\/strong>, que mostren els nivells d\u2019activitat en el temps, o de <strong>resson\u00e0ncia magn\u00e8tica funcional<\/strong>, que s\u00f3n les t\u00edpiques imatges que mostren com \u201cs\u2019il\u00b7lumina\u201d el cervell a mesura que l&#8217;estimulem amb  diferents <em>inputs<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Amb totes aquestes dades estructurals i funcionals, i a partir de <strong>models matem\u00e0tics que descriguin com les diferents poblacions neuronals es connecten entre s\u00ed<\/strong>, generar\u00edem els models computacionals, els <em>Neuro Twins.<\/em><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>\u00abFer aquests models no \u00e9s complicat a nivell conceptual, perqu\u00e8 creiem que coneixem les lleis matem\u00e0tiques (o al menys tenim una bona aproximaci\u00f3) i tenim les eines per obtenir les dades experimentals\u00bb<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A nivell hipot\u00e8tic, en la pr\u00e0ctica cl\u00ednica, el proc\u00e9s de <strong>generar un model personalitzat no seria massa car ni massa lent<\/strong>: en una mateixa sessi\u00f3 podr\u00edem obtenir una resson\u00e0ncia magn\u00e8tica i la DTI del pacient (estructura) i en una altra sessi\u00f3 la resson\u00e0ncia magn\u00e8tica funcional (activitat). Per tant, en <strong>un parell de dies o com a molt al llarg d\u2019una setmana i de manera no invasiva<\/strong> podr\u00edem tenir les dades necess\u00e0ries del pacient.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:67px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Llavors, en quant de temps podrem parlar de neuromodulaci\u00f3 personalitzada a nivell cl\u00ednic?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nosaltres ens hem comprom\u00e8s a poder fer-la quan acabi el projecte, de manera que com a m\u00ednim estem parlant de <strong>quatre anys<\/strong>. Tot i aix\u00ed, per poder fer el que volem <strong>no depenem de tecnologies noves<\/strong> i per tant no tenim un horitz\u00f3 massa lluny\u00e0; en pocs anys podria estar instaurada.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A m\u00e9s, en cas que es desenvolupessin noves t\u00e8cniques per obtenir informaci\u00f3 del cervell, podr\u00edem incorporar-les als nostres models per enriquir-los, per\u00f2 no ens faria tornar enrere.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:60px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Posem-nos una mica filos\u00f2fics per acabar&#8230; Creus que algun dia podrem representar un cervell complet en un ordinador, pensaments inclosos?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ara mateix a nivell computacional <strong>no podem representar la complexitat del cervell<\/strong>, que \u00e9s una meravella &#8211; presenta un consum d\u2019energia \u00ednfim per la quantitat de processament d\u2019informaci\u00f3 que fa! &#8211; i en part tamb\u00e9 un misteri. Per\u00f2 per fer medicina personalitzada tampoc cal (ni t\u00e9 sentit) intentar representar i modular un cervell fins l&#8217;<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/descoberta-una-possible-diana-terapeutica-per-la-malaltia-de-huntington\/\" target=\"_blank\">escala microsc\u00f2pica<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ara b\u00e9, si parlem d\u2019incloure pensaments ja entrem en el m\u00f3n de la <a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/la-xvi-edicio-del-premi-prbb-guardona-un-projecte-dintelligencia-artificial-per-a-diagnosticar-el-melanoma\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><strong>intel\u00b7lig\u00e8ncia artificial<\/strong><\/a> i per tant ens haur\u00edem d\u2019oblidar d\u2019una representaci\u00f3 100% fidel. \u00c9s a dir, si fem un exercici d\u2019abstracci\u00f3, potser si que podr\u00edem generar un model artificial que fes alguna cosa semblant a pensar&#8230; Per\u00f2 que aix\u00f2 sigui representatiu del que fa el cervell hum\u00e0 \u00e9s el que no tinc clar.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:58px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Parlem amb el Jordi Garcia-Ojalvo sobre Neurotwin, un projecte  d\u2019innovaci\u00f3 tecnol\u00f2gica interdisciplinar per aplicar la tecnologia d&#8217;avantguarda a la neurologia cl\u00ednica.<\/p>\n","protected":false},"author":9,"featured_media":23065,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[26],"tags":[320,261,307,263,790,453,859,273,317],"new-type":[35,43],"class_list":["post-22413","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-recerca","tag-alzheimer","tag-bioinformatica","tag-biologia-sintetica","tag-cervell","tag-cognicio","tag-entrevista","tag-ia","tag-melis-upf-ca","tag-neurobiologia","new-type-noticies","new-type-recomanem"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22413","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/9"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22413"}],"version-history":[{"count":27,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22413\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23466,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22413\/revisions\/23466"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media\/23065"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22413"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22413"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22413"},{"taxonomy":"new-type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/new-type?post=22413"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}