Descripción del proyecto
Un gemelo encefálico digital para la investigación
El término «gemelos digitales» se utiliza para describir el desarrollo de réplicas prácticamente exactas de diferentes productos para fines de supervisión y para probar complementos. El proyecto financiado con fondos europeos Neurotwin toma prestado este concepto para el desarrollo de modelos encefálicos híbridos. Usando datos de neuroimágenes de pacientes con enfermedad de Alzheimer, sus científicos construirán un modelo que presente las redes y el entorno dinámico del encéfalo. El objetivo es utilizar este modelo para diseñar y probar protocolos de neuromodulación personalizados que sean capaces de restaurar la dinámica sana. Con una investigación en la intersección entre la dinámica no lineal, la teoría de redes, la biofísica, la ingeniería, la neurociencia, la investigación clínica y la ética, Neurotwin ofrecerá grandes avances impulsados por modelos en los campos de la neurociencia básica y clínica, lo que en última instancia hará que los pacientes se beneficien de unas opciones terapéuticas personalizadas y seguras.
Objetivo
Neuropsychiatric disorders are a leading cause of global disability-adjusted life years, and solutions are lacking. Can digital twins be useful? At least in some cases, we hold they will be central to progress. Recent findings suggest that non-invasive brain stimulation may be a valuable option in conditions such as epilepsy or Alzheimer's (AD). Still, a better understanding of mechanisms and patient-specific factors is needed. Personalized hybrid brain models uniting the physics of electromagnetism with physiology – neurotwins or NeTs – are poised to play a fundamental role in understanding and optimizing the effects of stimulation at the individual level. We ambition to deliver disruptive solutions through model-driven, individualized therapy. We will build a computational framework – weaved and validated across scales and levels of detail– to represent the mechanisms of interaction of electric fields with brain networks and assimilate neuroimaging data. This will allow us to characterize the dynamical landscape of the individual brain and define strategies to restore healthy dynamics. Benefitting from existing databases of healthy and AD individuals, we will deliver the first human and rodent NeTs predicting the effects of stimulation on dynamics. We will then collect detailed multimodal measurements in mice and humans to improve the predictive power of local and whole-brain models under the effects of electrical stimulation, and translate these findings into a technology pipeline for the design of new personalized neuromodulation protocols which we will test in a cohort of AD patients and healthy controls in randomized double-blinded studies. With research at the intersecting frontier of nonlinear dynamics, network theory, biophysics, engineering, neuroscience, clinical research, and ethics, Neurotwin will deliver model-driven breakthroughs in basic and clinical neuroscience, with patients ultimately benefiting from safe, individualized therapy solutions.
Ámbito científico
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicselectromagnetism
- medical and health sciencesbasic medicineneurologyepilepsy
- medical and health sciencesbasic medicineneurologydementiaalzheimer
- medical and health sciencesbasic medicinephysiology
Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaConvocatoria de subcontratación
H2020-FETPROACT-2020-2
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
08035 Barcelona
España
Organización definida por ella misma como pequeña y mediana empresa (pyme) en el momento de la firma del acuerdo de subvención.