Projektbeschreibung
Ein bio-digitales Zwillingsmodell des menschlichen Gehirns soll die Präzisionsmedizin verändern
Bei den bio-digitalen Zwillingsmodellen des menschlichen Gehirns handelt es sich um eine hochmoderne Technologie, die darauf abzielt, ein miniaturisiertes zelluläres Modell des Gehirns einer Person zu erstellen, wobei eine Kombination aus Stammzellentechnologie und fortgeschrittener Analyse der Aktivität neuronaler Netze zum Einsatz kommt. Das vom Europäischen Innovationsrat finanzierte und von einem wissenschaftlichen Konsortium geleitete Projekt 3D-BrAIn wird ein bio-digitales Zwillingsmodell des menschlichen Gehirns entwickeln, das personalisiert, präzise und prädiktiv ist. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die personalisierte Präzisionsmedizin für Erkrankungen des zentralen Nervensystems zu revolutionieren. Konkret werden im Rahmen des Projekts drei bahnbrechende Technologien kombiniert: eine neuartige Technik zur Modellierung des menschlichen Gehirns unter Verwendung von 3D-Kulturen kortikaler Organoide, eine hochmoderne 3D-Mehrelektroden-Array-Technologie für hochauflösende elektrophysiologische Aufzeichnungen sowie maßgeschneiderte automatische Algorithmen für maschinelles Lernen zur Analyse großer Datensätze.
Ziel
The long-term vision of the 3D-BrAIn consortium is to revolutionize personalized precision medicine for central nervous system (CNS)
disorders, by developing an innovative bio-digital twin model of the human brain that is personalized, precise, and predictive.
In this pathfinder project we bring together three breakthrough technologies: 1) a novel, highly reproducible human brain modelling
technology using robust adherent iPSC-derived 3D cortical organoid cultures, 2) a unique, state-of-the-art 3D multi-electrode array
(MEA) technology for non-invasive high-resolution electrophysiological recordings and 3) a novel approach to analyse and interpret
the large quantities of functional data using tailored automated machine learning (ML)-based algorithms.
With this breakthrough approach we overcome significant hurdles that made it thus far impossible to create a truly representative
and functional model of the CNS for personalized medicine, drug screening and neurotoxicity testing. The revolutionary 3D-BrAIn
high-precision CNS platform will allow robust and accurate modelling of the CNS for a broad range of neuropsychiatric diseases.
Ultimately, the 3D-BrAIn technology will be translatable to multiple other organ systems (cardiomyocytes, pancreatic islets, retina), to
non-invasively obtain longitudinal 3D high-resolution electrophysiological recordings and effectively interpret them.
In this project a prototype of the 3D-BrAIn platform will be developed by growing functional 3D organoids that faithfully resemble
the human cortex on 3D MEA micropillar electrodes, enabling continuous functional monitoring and by developing ML-based
algorithms that can process and interpret the large spatiotemporal data sets. Once all individual components are optimized and
integrated, proof-of-concept will be obtained by validating the platform for two of the envisaged applications: CNS drug
development and neurotoxicity screening.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- medical and health sciencesbasic medicinepharmacology and pharmacydrug discovery
- medical and health sciencesclinical medicineophthalmology
- medical and health scienceshealth sciencespersonalized medicine
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learning
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-EIC-2022-PATHFINDEROPEN-01
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HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsKoordinator
3015 GD Rotterdam
Niederlande