{"id":23095,"date":"2021-06-01T15:33:22","date_gmt":"2021-06-01T13:33:22","guid":{"rendered":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/?p=23095"},"modified":"2024-08-30T12:14:00","modified_gmt":"2024-08-30T10:14:00","slug":"jordi-garcia-ojalvo-dcexs-upf-queremos-crear-modelos-personalizados-del-cerebro-de-cada-paciente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/jordi-garcia-ojalvo-dcexs-upf-queremos-crear-modelos-personalizados-del-cerebro-de-cada-paciente\/","title":{"rendered":"Jordi Garcia-Ojalvo (DCEXS-UPF): \u201cQueremos crear modelos personalizados del cerebro de cada paciente\u201d"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Jordi Garc\u00eda-Ojalvo<\/strong> es el director del Laboratorio de Biolog\u00eda de Sistemas Din\u00e1micos del <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.upf.edu\/web\/biomed\" target=\"_blank\">Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud, Universidad Pompeu Fabra (DCEXS-UPF)<\/a> y con su grupo forma parte de un <strong>proyecto de innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica<\/strong> interdisciplinar aplicada a la neurociencia: <strong><em><em><strong><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.neurotwin.eu\/\" target=\"_blank\">Neurotwin<\/a><\/strong><\/em><\/em><\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El proyecto ha reunido a expertos de ramas muy diversas como por ejemplo la <strong>ingenier\u00eda, la investigaci\u00f3n cl\u00ednica y la filosof\u00eda<\/strong>, para crear \u00abcerebros gemelos digitales\u00bb que permitan hacer <strong>tratamientos personalizados para enfermedades neurol\u00f3gicas<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Hemos tenido la suerte de hablar con Jordi Garc\u00eda-Ojalvo para que nos explique qu\u00e9 son los <em>neuro twins<\/em> y entender mejor este interesante proyecto.<\/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\">\u00abCerebros digitales gemelos\u00bb suena a ciencia ficci\u00f3n\u2026 \u00bfen qu\u00e9 consiste el proyecto?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El proyecto <em>Neurotwin <\/em>es sucesor de una iniciativa que engloba muchos proyectos denominada <em><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.vph-institute.org\/\" target=\"_blank\">Virtual Physiological Human<\/a><\/em>, que se basaba en la idea de crear <strong>un modelo completo de un ser humano en un ordenador<\/strong>, para hacer <strong>pruebas no invasivas <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/eduard-sabido-crg-en-pocos-anos-todos-los-investigadores-usuaremos-algoritmos-informaticos-de-aprendizaje-automatico\/\" target=\"_blank\">a nivel computacional<\/a><\/strong>. Ahora el concepto ha derivado a \u00ab<em>Digital Twin<\/em>\u00ab, que lo que busca es no solo tener un modelo computacional igual para todo el mundo, sino crear <strong>modelos digitales \u00abgemelos\u00bb de cada paciente<\/strong> para poder hacer medicina personalizada a partir del<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/el-genoma-humano-20-anos-de-historia\/\" target=\"_blank\"> genoma de cada individuo<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En concreto, en nuestro proyecto, <em>Neurotwin<\/em>, nos hemos centrado en los cerebros gemelos digitales, que ser\u00edan <strong>representaciones de los cerebros de pacientes<\/strong> creadas a partir de datos extra\u00eddos con las <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/cuando-cae-el-telon-de-la-consciencia\/\" target=\"_blank\">t\u00e9cnicas actuales de neuroimagen y de monitorizaci\u00f3n de la actividad del cerebro<\/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\">Estos \u00abneuro twins\u00bb, entonces, \u00bfpara que servir\u00edan?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El objetivo detr\u00e1s de la creaci\u00f3n de estos modelos es doble:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Por un lado queremos intentar <strong>entender porque funcionan los tratamientos de estimulaci\u00f3n cerebral no-invasiva<\/strong> con campos el\u00e9ctricos o magn\u00e9ticos que ya se utilizan con \u00e9xito para tratar trastornos neurol\u00f3gicos y neurodegenerativos.<\/li><li>Una vez conseguido esto, con modelos detallados del cerebro, podremos responder diferentes preguntas sobre los tratamientos y realizar <strong>modificaciones <em>in silico<\/em> para que tengan la m\u00e1xima efectividad<\/strong> por la poblaci\u00f3n en general e, idealmente, para cada paciente.<\/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>\u00abSabemos que los tratamientos de estimulaci\u00f3n cerebral no-invasiva con campos el\u00e9ctricos o magn\u00e9ticos funcionan, pero no tenemos del todo claro el porqu\u00e9\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\">Y en concreto, \u00bfcon qu\u00e9 enfermedades se podr\u00edan usar?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nosotros estamos <strong>centrados en <\/strong><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/del-alzheimer-al-cannabis-actividades-de-la-semana-mundial-del-cerebro\/\" target=\"_blank\"><strong>Alzheimer<\/strong> <\/a>porque las entidades con quienes colaboramos est\u00e1n trabajando con pacientes de esta enfermedad. Lo que se ha visto en Alzheimer, por ejemplo, es que existen <strong>perturbaciones en las oscilaciones y los <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/el-cerebro-al-ritmo-de-la-musica\/\" target=\"_blank\">ritmos del cerebro<\/a><\/strong>. Con estas t\u00e9cnicas de estimulaciones magn\u00e9ticas y el\u00e9ctricas, si consigui\u00e9ramos modular las oscilaciones y reproducir los ritmos de un cerebro sano, quiz\u00e1s <strong>podr\u00edamos reducir los s\u00edntomas en <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/estudio-pensa-una-apuesta-por-la-prevencion-primaria-en-alzheimer\/\" target=\"_blank\">etapas leves de la enfermedad<\/a>, o el avance de la misma<\/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 consigui\u00e9ramos modular las oscilaciones y reproducir los ritmos de un cerebro sano, quiz\u00e1s podr\u00edamos reducir los s\u00edntomas en etapas leves de 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\">Aun as\u00ed, una vez el proyecto est\u00e9 validado, este tipo de t\u00e9cnicas se podr\u00edan traducir y trasladar tambi\u00e9n a pacientes con <strong><a href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/twitter-un-filon-para-el-estudio-de-la-depresion\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">depresi\u00f3n<\/a>, epilepsia o diferentes tipos de demencia.<\/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\">\u00bfQui\u00e9n m\u00e1s participa en el proyecto?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Este es un proyecto coordinado por la empresa <em>Neuroelectrics Barcelona<\/em> y apoyado por la <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ec.europa.eu\/programmes\/horizon2020\/en\/news\/neurotwin-proposes-novel-therapy-alzheimer%E2%80%99s-disease\" target=\"_blank\"><strong>EIC Pathfinder Horizon 2020 de la Uni\u00f3n Europea<\/strong><\/a>, que es una iniciativa para apoyar a la <strong>investigaci\u00f3n y el desarrollo de tecnolog\u00edas de vanguardia.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">As\u00ed, en el proyecto hay grupos <strong>experimentales y te\u00f3ricos<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Dentro de los experimentales, un grupo del Universidad Pablo de Olivade de Sevilla trabaja con ratones y tres grupos trabajan con humanos: uno en Dortmund (Alemania), otro grupo en Italia y otro en Boston, en el <em>Beth Israel Deaconess Medical Centre<\/em> donde trabajan con <strong>pacientes de Alzheimer.<\/strong><\/li><li>En cuanto a la rama te\u00f3rica del proyecto, tanto nosotros como el grupo de <strong>Gustavo Deco (UPF)<\/strong>, nos dedicamos a los <strong>modelos computacionales y el an\u00e1lisis de los datos de los pacientes<\/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\">\u00bfY como ser\u00e1 la din\u00e1mica de trabajo? \u00bfYa hab\u00e9is empezado?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El proyecto ha empezado hace unos meses, s\u00ed, y tiene una duraci\u00f3n de cuatro a\u00f1os. En los primeros pasos los te\u00f3ricos y computacionales intentaremos <strong>desarrollar los modelos<\/strong> para entender c\u00f3mo funcionan estas estimulaciones no invasivas y optimizarlas para <strong>aplicarlas en un futuro<\/strong> a los pacientes, que ser\u00eda la segunda parte del proyecto.<\/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>\u00abLos y las cient\u00edficas te\u00f3ricas podemos empezar a trabajar con datos que ya existan y a\u00f1adir los que nos haga llegar el personal experimental, que est\u00e1n empezando a trabajar con los pacientes.\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 vez est\u00e9n desarrollados los modelos, se tendr\u00e1n que validar y ver que funcionan adecuadamente. M\u00e1s adelante se tendr\u00eda que encontrar la manera de hacer que estos modelos fueran utilizables en general, no solo para hacer investigaci\u00f3n, y as\u00ed poder <strong>aplicarlos en la cl\u00ednica de manera personalizada.<\/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\">\u00bfCu\u00e1l ser\u00eda el proceso para generar un modelo personalizado de un paciente?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Idealmente <strong>hacen falta tanto datos estructurales como funcionales del cerebro<\/strong>. Los primeros se pueden obtener con una <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/observando-el-efecto-de-la-contaminacion-en-el-cerebro-de-los-mas-pequenos\/\" target=\"_blank\"><strong>resonancia magn\u00e9tica (MRI)<\/strong><\/a> y con una t\u00e9cnica que se llama <strong><em>Difussion Tract Imaging (DTI)<\/em><\/strong> que permite medir el nivel de conectividad entre diferentes \u00e1reas del cerebro, pero tambi\u00e9n a partir de datos ya existentes.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Una vez tenemos la estructura analizada hay que obtener datos del funcionamiento, es decir, de <strong>c\u00f3mo se comporta el cerebro<\/strong>. Para hacerlo, tenemos datos de <strong>electroencefalograf\u00eda<\/strong>, que muestran los niveles de actividad en el tiempo, o de <strong>resonancia magn\u00e9tica funcional<\/strong>, que son las t\u00edpicas im\u00e1genes que muestran como \u201cse ilumina\u201d el cerebro a medida que lo estimulamos con diferentes <em>inputs<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Con todos estos datos estructurales y funcionales, y a partir de <strong>modelos matem\u00e1ticos que describan como las diferentes poblaciones neuronales se conectan entre s\u00ed<\/strong>, generar\u00edamos los modelos computacionales, los <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>\u00abHacer estos modelos no es complicado a nivel conceptual, porque creemos que conocemos las leyes matem\u00e1ticas (o al menos tenemos una buena aproximaci\u00f3n) y tenemos las herramientas para obtener los datos experimentales\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 nivel hipot\u00e9tico, en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica, el proceso de <strong>generar un modelo personalizado no ser\u00eda demasiado caro ni demasiado lento<\/strong>: en una misma sesi\u00f3n podr\u00edamos obtener una resonancia magn\u00e9tica y la DTI del paciente (estructura) y en otra sesi\u00f3n la resonancia magn\u00e9tica funcional (actividad). Por lo tanto, <strong>en un par de d\u00edas o como mucho a lo largo de una semana y de manera no invasiva<\/strong> podr\u00edamos tener los datos necesarios del paciente.<\/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\">Entonces, \u00bfen cu\u00e1nto de tiempo podremos hablar de neuromodulaci\u00f3n personalizada a nivel cl\u00ednico?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nosotros nos hemos comprometido a poder hacerla cuando acabe el proyecto, as\u00ed que como m\u00ednimo estamos hablando de <strong>cuatro a\u00f1os<\/strong>. Aun as\u00ed, para poder hacer lo que queremos <strong>no dependemos de tecnolog\u00edas nuevas<\/strong> y por tanto no tenemos un horizonte demasiado lejano; en pocos a\u00f1os podr\u00eda estar instaurada.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Adem\u00e1s, en caso de que se desarrollaran nuevas t\u00e9cnicas para obtener informaci\u00f3n del cerebro, podr\u00edamos incorporarlas a nuestros modelos para enriquecerlos, pero no nos har\u00eda retroceder.<\/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\">Pong\u00e1monos un poco filos\u00f3ficos para acabar\u2026 \u00bfCrees que alg\u00fan d\u00eda podremos representar un cerebro completo en un ordenador, pensamientos incluidos?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ahora mismo a nivel computacional <strong>no podemos representar la complejidad del cerebro<\/strong>, que es una maravilla &#8211; presenta un consumo de energ\u00eda \u00ednfimo para la cantidad de procesamiento de informaci\u00f3n que hace! &#8211; y en parte tambi\u00e9n un misterio. Pero para hacer medicina personalizada tampoco hace falta (ni tiene sentido) intentar representar y modular un cerebro hasta la <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/una-posible-diana-terapeutica-para-la-enfermedad-de-huntington\/\" target=\"_blank\">escala microsc\u00f3pica<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ahora bien, si hablamos de incluir pensamientos ya entramos en el mundo de la <strong><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/la-16a-edicion-del-premio-prbb-reconoce-un-proyecto-de-inteligencia-artificial-para-diagnosticar-el-melanoma\/\" target=\"_blank\">inteligencia artificial<\/a><\/strong> y por tanto nos tendr\u00edamos que olvidar de una representaci\u00f3n 100% fiel. Es decir, si hacemos un ejercicio de abstracci\u00f3n, quiz\u00e1s si que podr\u00edamos generar un modelo artificial que hiciera algo parecido a pensar\u2026 Pero que esto sea representativo de lo que hace el cerebro humano, no lo tengo claro.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:58px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Hablamos con Jordi Garcia-Ojalvo sobre Neurotwin, un proyecto de innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica interdisciplinar para aplicar la tecnolog\u00eda de vanguardia a la neurolog\u00eda cl\u00ednica.<\/p>\n","protected":false},"author":9,"featured_media":23067,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[321,262,308,264,789,454,861,274,318],"new-type":[44,42],"class_list":["post-23095","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-investigacion","tag-alzheimer-es","tag-bioinformatica-es","tag-biologia-sintetica-es","tag-cerebro","tag-cognicion","tag-entrevista-es","tag-ia-es","tag-melis-upf-es","tag-neurobiologia-es","new-type-noticias","new-type-recomendamos"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23095","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/9"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23095"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23095\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23250,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23095\/revisions\/23250"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/23067"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23095"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23095"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23095"},{"taxonomy":"new-type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/new-type?post=23095"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}