Description du projet
Un jumeau numérique du cerveau pour la recherche en neurosciences
«Jumeau numérique» est un terme utilisé dans l’industrie pour décrire le développement de répliques quasi-identiques de différents produits, à des fins de surveillance et de tests plus poussés. Le projet Neurotwin, financé par l’UE, emprunte le concept des jumeaux numériques pour développer des modèles cérébraux hybrides personnalisés. À l’aide de données de neuro-imagerie issues de patients atteints de la maladie d’Alzheimer, les scientifiques construiront un modèle qui imitera les réseaux et le paysage dynamique du cerveau individuel. L’objectif est d’employer ce modèle pour concevoir et tester des protocoles de neuromodulation personnalisés capables de restaurer une dynamique saine. Avec des recherches aux frontières de la dynamique non linéaire, de la théorie des réseaux, de la biophysique, de l’ingénierie, des neurosciences, de la recherche clinique et de l’éthique, le projet Neurotwin réalisera des avancées significatives dans les champs des neurosciences basiques et cliniques. Les patients bénéficieront à terme de solutions thérapeutiques individualisées et sûres.
Objectif
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.
Champ scientifique
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicselectromagnetism
- medical and health sciencesbasic medicineneurologyepilepsy
- medical and health sciencesbasic medicineneurologydementiaalzheimer
- medical and health sciencesbasic medicinephysiology
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
08035 Barcelona
Espagne
L’entreprise s’est définie comme une PME (petite et moyenne entreprise) au moment de la signature de la convention de subvention.