Avatares digitales del cerebro para ofrecer respuestas a la carta frente a la enfermedad

Es una llamativa variable más dentro del gigantesco mercado de los gemelos digitales , que moverá 13.000 millones de dólares en 2023, según la consultora tecnológica Juniper Research, y alcanzará los 50.000 millones en 2027 . Pero más allá de los números, la propuesta de Neurotwin supone dar un gran paso en el desarrollo de la neurología y la medicina personalizada. Los escenarios en el futuro los predijo Bill Ruh, CEO de General Electric: «Se tendrán gemelos digitales ya al nacer, que podrían predecir enfermedades, recomendar tratamientos personalizados para un paciente y establecer cómo evolucionaría esa enfermedad. Se podrían usar para probar potenciales tratamientos, en lugar de estar experimentando con el paciente». Se reduciría así la incertidumbre en el diagnóstico y se potenciarían las herramientas terapéuticas.

El objetivo de Neurotwin es crear modelos avanzados e individualizados del cerebro completo a partir de datos de pacientes reales que padecen alzhéimer. Y en los que han observado cómo reaccionan a pequeñas estimulaciones electromagnéticas, y como esa estimulación se puede modular para cada uno y así reducir los síntomas de esa enfermedad. Recogidos suficientes datos se puede hacer un avatar digital del cerebro de cada paciente. Jordi García-Ojalvo, catedrático de biología de sistemas de la Universidad Pompeu Fabra , establece: «No es ni más ni menos que intentar modelar el cerebro de un ser humano para simularlo en un ordenador. La idea sería reproducirlo tan fiablemente como sea posible ».

García-Ojalvo apunta que para ello cuentan con la tecnología de Giulio Ruffini, CEO de la empresa Neuroelectrics , además del líder y coordinador del proyecto. Su producto estrella es un casco, el Starstim , que lo que permite es monitorizar la actividad cerebral de forma no invasiva mediante electrodos, y al mismo tiempo aplicar una débil corriente indolora que modifica la actividad de poblaciones de neuronas.

Ruffini llegó a comentar a The Wired que el modelo también replica los principales tejidos cerebrales, incluyendo el cráneo, el fluido cerebroespinal, cuero cabelludo y materia gris y blanca. Incluidos modelos de masa neural, que simulan el comportamiento de las neuronas conectadas entre sí. Creado el gemelo, s e pueden hacer simulaciones interminables en el ordenador. El principal cuello de botella del proyecto en este momento, según García-Ojalvo «es obtener datos de calidad con los que alimentar el modelo». Unido a la pregunta de si se puede modelar la actividad cerebral e interferir en ella. « El cerebro de cada persona es distinto , hay una gran variabilidad de pacientes, edades, grados de deterioro. Con lo que se necesita una cantidad de sujetos considerable. Unido al hecho de que el cerebro no es una foto fija , sino que es cambiante, y los modelos computacionales tienen que tener en cuenta esa variación temporal», explica el catedrático.

Los socios del proyecto son las universidades españolas Universidad Pompeu Fabra y Universidad Pablo De Olavide; Universidad de Uppsala (Suecia); Massachussets GeneralHospotal (Estados Unidos); Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (Alemania) y Fundazione Santa Lucia (Italia). Todos ellos unen fuerzas con Neuroelectrics Barcelona. De hecho, el inicio del proyecto nace en Neuroelectrics, un spin off de Starlab , una empresa fundada por Ana Maiques y Ruffini que combina la electroestimulación con la IA para dar con la personalización.

Así tratan epilepsias en niños que no responden a la medicación en el hospital Infantil de Boston o terapias para la depresión con la ayuda del Consejo Europeo de investigación. Además han desarrollado un estudio con la universidad de Harvard y la fundación Michael J. Fox para detectar marcadores tempranos del párkinson . También han recibido el visto bueno de la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos) para probar un modelo de estimulación a domicilio.

Entre las propuestas similares a la de Neurotwin destacan la empresa de Austria, de nombre Golem que desarrolla gemelos digitales para gente que vive sola, monitorizando con su gemelo su salud. La compañía alemana Siemens también busca crear un cerebro digital. Y la FDA, junto con la empresa francesa Dassault Systèmes han logrado con su trabajo ‘corazón viviente’ tener un modelo de corazón sano, que se puede usar para estudiar defectos congénitos o enfermedades cardiovasculares a través de modificaciones en su forma o usando dispositivos a nivel computacional. Todo ello demuestra que hay carrera por un gemelo digital en la medicina , y está en plena efervescencia.