Projektbeschreibung
Automatische Vagus-Nerv-Stimulation zur Kontrolle des zirkulierenden Blutzuckerspiegels
Die Zellen des Körpers nutzen Glukose zur Energiegewinnung. Diabetes ist durch eine beeinträchtigte Regulierung des Blutzuckerspiegels gekennzeichnet und lässt sich nur schwer wirksam behandeln. Ein automatisierter Ansatz, der sich an den veränderten Zustand der erkrankten Person anpasst, ist dringend erforderlich. Die Vagus-Nerv-Stimulation kann den Glukosestoffwechsel modulieren. Da der Vagusnerv jedoch viele innere Organe anregt, ist eine sorgfältige Untersuchung der Interaktion zwischen Nerv und Implantat sowie der stimulierten Schaltkreise nötig. Ziel des ERC-finanzierten Projekts DiabetManager ist es, die erste Neuroprothese für die Vagus-Nerv-Stimulation zur personalisierten Regulierung des Glukosespiegels bei Diabetes zu entwickeln. Die Arbeit umfasst die Entwicklung eines In-silico-Modells des Vagusnervs, ein modellgestütztes Schnittstellendesign, KI-basierte Stimulationsrichtlinien, Tierversuche und Studien am Menschen.
Ziel
Diabetes is a major world health problem, approaching epidemic proportions and causing long term health damages due to inappropriate blood glucose regulation. Pharmacological therapies are limited by numerous side effects (as renal insufficiency or heart failure) and dose management issues. Their efficacy is also hindered by often problematic, patients’ compliance. This results in an unmet need for automatized, closed-loop glucose metabolism regulation, adaptable to variable patients’ conditions. Vagus nerve (VN) is a major component of the autonomous nervous system innervating internal organs, and its electrical stimulation showed preliminary results in modulating glucose metabolism. However, underlying mechanisms remain unknown, posing a high-risk to its feasibility, and could lead to indiscriminate stimulation causing multiple side effects (compromising breathing or heart rate). Fine glucose regulation cannot be achieved without better understanding of nerve-implant interaction and circuits stimulated by VNS. I aim to fill present scientific gaps by developing the first VNS neuroprosthesis for personalized closed-loop-regulation of glucose levels in diabetics. This results in a significant challenge: defining stimulation policies able to selectively block or activate specific neural pathways, while counteracting metabolic shifts and implant-nerve alterations. To that aim I will exploit models-driven interface design and AI-based stimulation policies. Animal experiments will investigate the physiological responses to optimal policies, maximising glucose regulation while minimizing adverse events, inspecting both cervical and abdominal VNS. Optimal VNS will be validated in human trials achieving device assessment in patients. DiabetManager will shed light on the underlying mechanisms of VNS-mediated glucose metabolism control, while providing versatile VN in-silico model, unprecedent AI-architecture for its adaptive stimulation, and disruptive health treatment.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
08002 Barcelona
Spanien