En créant des jumeaux numériques des cerveaux de personnes atteintes de troubles neurologiques, Neurotwin anticipe l’impact des traitements, et peut ainsi améliorer les traitements personnalisés.
Selon un article publié dans le «Lancet»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), les troubles neurologiques sont désormais la principale cause de problèmes de santé dans le monde.
En 2018, près de 7,85 millions de personnes dans l’UE souffraient de démence(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et selon les estimations(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ce nombre devrait s’élever à 14,3 millions d’ici 2050.
L’épilepsie touche plus de 6 millions de personnes en Europe(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) tandis que, selon l’OCDE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), les problèmes de santé mentale coûtent environ 600 milliards EUR chaque année.
De nouvelles techniques de diagnostic sont en cours de développement et des méthodes innovantes de modélisation des voies et des traitements évoluent grâce aux progrès de la puissance de calcul et de l’IA. L’une de ces voies est le recours aux jumeaux numériques.
«Les neurojumeaux (neurotwins) sont des modèles cérébraux entiers personnalisés qui intègrent l’électromagnétisme, pour déterminer comment les courants circulent dans la tête de chacun ou comment les tissus les génèrent. Ils associent ces données à la physiologie, afin de révéler le fonctionnement des réseaux cérébraux. Ils anticipent la réponse d’un individu à la stimulation de sorte que nous puissions adapter la thérapie», explique le co-fondateur de Neuroelectrics Barcelona(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) Giulio Ruffini(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Giulio Ruffini a coordonné le projet Neurotwin(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), dont l’objectif était d’établir des thérapies personnalisées basées sur des modèles afin d’améliorer les traitements de patients souffrant de la maladie d’Alzheimer et d’autres affections.
Modéliser la stimulation cérébrale non invasive pour prédire les effets physiologiques de la stimulation électrique transcrânienne
Anticiper avec précision l’impact de thérapies telles que la stimulation électrique transcrânienne (tES) est l’un des principaux défis du traitement des troubles mentaux.
Il est possible d’avoir une idée plus claire des conséquences des interventions, en développant des itérations basées sur des modèles du cerveau d’un individu et en créant son jumeau numérique.
«Par basé sur des modèles, nous entendons utiliser les scans du patient pour construire, ajuster et valider un modèle de jumeau numérique prédictif, puis optimiser le montage, l’intensité, la fréquence et le timing in silico (simulation), et le mettre à jour de manière itérative avec de nouvelles données», explique Giulio Ruffini.
«La nature mécaniste des modèles que nous développons est cruciale. Nos modèles ne sont pas des boîtes noires qui contiennent des milliards de paramètres. Ils disposent d’une compréhension physiologique et mécaniste du fonctionnement du cerveau. Cela les rend intrinsèquement plus simples et mieux interprétables», ajoute-t-il.
L’équipe a adopté une approche en trois volets…
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