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27 de noviembre de 2024

EL BIG DATA y I.A. MEJORARAN EL TRATAMIENTO DE LA DEPRESIÓN

 La fusión de big data e inteligencia artificial (IA) está ayudando a hacer avanzar la promesa de la medicina de precisión en psiquiatría, es decir, adaptar los tratamientos de manera más eficiente a las necesidades específicas de cada paciente, según dijo Jordan Smoller, MD, Sc. D. (Doctor en medicina y grado académico de investigación), en la Reunión Anual de la APA (American Psychological Association) en Nueva York.
JORDAN SMOLLER

“Estamos en una era en la que podemos llevar la medicina de precisión a la psiquiatría utilizando las enormes cantidades de datos disponibles y las nuevas tecnologías en el ámbito de la IA y la genómica”, afirmó Jordan Smoller”.

“Esperamos utilizar la IA para aprovechar la variabilidad individual en el estilo de vida, el comportamiento, la biología y el entorno para mejorar la forma en que diagnosticamos, tratamos y prevenimos las enfermedades”, afirmó Smoller, titular de la cátedra Jerrold F. Rosenbaum de psiquiatría y director del Centro de Psiquiatría de Precisión del Hospital General de Massachusetts.

La medicina de precisión ha tenido especial éxito en oncología, donde ahora las terapias se dirigen a las mutaciones genéticas específicas de los tumores; en cardiología, donde se puede calcular el riesgo de enfermedad cardiovascular (y la necesidad de, por ejemplo, una medicación con estatinas); y en el tratamiento de enfermedades raras, como la fibrosis quística y la anemia de células falciformes.

Reproducir este éxito en psiquiatría ha sido más difícil. “Es un desafío porque nuestro campo es más complejo y multidimensional que otros en los que se ha aplicado la medicina de precisión”, continuó Smoller. Citó los factores genéticos, neurobiológicos, ambientales y de desarrollo que pueden desempeñar un papel, de forma dinámica a lo largo del tiempo, en el desarrollo de los trastornos mentales.

Pero Smoller destacó tres áreas críticas en las que él, sus colegas y otros están haciendo avanzar la psiquiatría de precisión con las herramientas del big data y el aprendizaje automático: están identificando el riesgo de suicidio, prediciendo la respuesta a los antidepresivos y comprendiendo los polimorfismos genéticos y su asociación con el riesgo psiquiátrico.

Smoller presentó datos de un estudio de enero de 2022 en JAMA Open Network, que es un Sitio de inteligencia artificial de JAMA+ para informar sobre medicina y salud pública, que mostraba que los médicos podrían mejorar su capacidad para identificar a los pacientes con alto riesgo de suicidio utilizando datos de una breve escala de autoinforme del paciente y registros médicos electrónicos (EHR). En un análisis del riesgo de suicidio entre los pacientes que visitaban un departamento de emergencias de un hospital por síntomas psiquiátricos, Smoller y sus colegas descubrieron que la evaluación de los médicos por sí sola era ligeramente mejor que la probabilidad de predecir los intentos de suicidio; pero era ligeramente superior utilizando modelos basados ​​en datos de EHR.

Smoller presentó datos de un informe de abril de 2023 en npj Digital Medicine (que es una revista médica de acceso abierto revisada por pares que cubre todos los aspectos de la medicina digital) en la que describe un estudio en el que él y su equipo utilizaron datos de EHR e IA para predecir la respuesta a los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS), inhibidores de la recaptación de serotonina y noradrenalina (IRSN), mirtazapina y noradrenalina entre cuatro y doce semanas después del inicio. Varios modelos de IA estimaron con éxito la probabilidad de respuesta al tratamiento entre pacientes y entre clases de antidepresivos para el mismo paciente.

“Este es un paso hacia la implementación de un sistema de apoyo a la toma de decisiones clínicas que podría abordar uno de los principales problemas que tenemos: ¿cuál es el tratamiento adecuado para esta persona desde el principio?”, dijo Smoller.

“Hemos utilizado datos genómicos a gran escala para observar a nivel genético los límites entre estos trastornos”, continuó. “Pudimos identificar factores subyacentes básicos que parecen captar la base genética de todas estas afecciones”. Un informe de 2023 en JAMA Psychiatry describió un estudio en el que Smoller y sus colegas utilizaron “modelado de ecuaciones estructurales de todo el transcriptoma” (T-SEM) para identificar 466 genes asociados con el riesgo de 13 trastornos. (T-SEM es un método estadístico para estudiar los efectos de la expresión génica específica de tejido en rasgos genéticamente superpuestos). Los resultados también revelaron cinco pares de fármacos y genes que pueden tener un efecto transdiagnóstico y 35 pares de fármacos y genes que pueden apuntar específicamente al riesgo de trastorno bipolar y esquizofrenia.

Smoller presentó un trabajo en el que se utilizaron datos genómicos y de registros médicos electrónicos para calcular una puntuación de riesgo poligénico para la depresión, con el fin de demostrar que las puntuaciones de riesgo más altas se asociaban con un mayor recuento de glóbulos blancos. También describió el uso de la IA para calcular con éxito el riesgo de trastorno bipolar. Ambos esfuerzos se basaron en datos de PsycheMERGE (registro médico electrónico y genómica), una asociación de investigadores de todo el mundo que están aplicando la genómica y los datos del sistema de salud para avanzar en la psiquiatría de precisión.

“Estamos en una era en la que podemos llevar la medicina de precisión a la psiquiatría utilizando las enormes cantidades de datos disponibles y las nuevas tecnologías en el ámbito de la inteligencia artificial y la genómica para mejorar la forma en que diagnosticamos y reducimos la morbilidad y la mortalidad”, afirmó Smoller. “Todavía estamos en las primeras etapas y esta promesa aún no se ha hecho realidad en la atención clínica. Pero soy bastante optimista en cuanto a que seguir estos enfoques y aprovechar estas herramientas puede acercarnos a la respuesta a algunos de los desafíos clínicos para los que hemos tenido muy pocas respuestas durante demasiado tiempo”.


23 de febrero de 2024

CIENTÍFICOS DE ALTO NIVEL EXPLORAN LOS ASPECTOS MÁS DESCONOCIDOS DEL CEREBRO HUMANO

 Con esta finalidad, se ha constituido el consorcio de investigadores de alto nivel BRADY (Brain Dynamics), en el que participa el Centre for Brain and Cognition (CBC), que pertenece a la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona. 

Gustavo Deco

Este consorcio coordinará un macroproyecto de investigación nacional e internacional, promovido por el Gobierno de la República Checa, con fondos europeos.

Abordar preguntas sin respuesta en el campo de la neurociencia, investigando acerca de los aspectos que aún se desconocen sobre el funcionamiento del cerebro y las causas de distintas enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Este es el gran reto que se propone el consorcio de investigadores de alto nivel BRADY (Brain Dynamics), en el que participará Gustavo Deco, coordinador del grupo de Investigación en Neurociencia Computacional del Centre for Brain and Cognition (CBC) de la Universidad Pompeu Fabra.

Profundizando en el conocimiento de las dinámicas cerebrales, el consorcio BRADY se propone crear métodos diagnósticos y terapéuticos innovadores, que personalicen cada vez más los tratamientos a las necesidades específicas de cada paciente, aprovechando las tecnologías más avanzadas y la inteligencia artificial.

Este consorcio coordinará un macroproyecto de investigación, financiado por la UE, a través del Programa Johannes Amos Comenius, con un presupuesto de cerca 9,6 millones de euros para los próximos cinco años.

Investigadores de distintas disciplinas (neurociencia, matemáticas, ciencia computacional, medicina…) se enfrentarán al desafío de estudiar los aspectos más desconocidos del funcionamiento del cerebro humano a día de hoy. Hasta el momento, la investigación neurocientífica no ha podido vincular los procesos cerebrales que tienen lugar en zonas concretas del cerebro (micro) con los que se desarrollan en toda su globalidad (macro).

Tampoco, se ha podido comprender la conexión entre los procesos de deterioro cognitivo que se desarrollan en distintas escalas temporales (corto, medio y largo plazo) y que desembocan en una determinada enfermedad. Por eso, uno de los principales objetivos del proyecto BRADY será investigar sobre las mecánicas específicas del funcionamiento cerebral en diferentes escalas temporales y espaciales, lo que es fundamental para comprender sus dinámicas y la causa de distintas enfermedades.

Se diseñarán métodos de diagnóstico y tratamiento innovadores y personalizados para enfermedades como la esquizofrenia, la epilepsia o la discapacidad motora

El equipo de investigación desarrollará modelos computacionales de la actividad cerebral. De esta forma, se podrán capturar imágenes de la actividad cerebral en diferentes escalas temporales y estudiar sus dinámicas con mayor profundidad y precisión. Con un mayor conocimiento científico de las dinámicas cerebrales, el siguiente paso será diseñar nuevas herramientas y enfoques para mejorar el diagnóstico de los trastornos neuropsiquiátricos, mediante el análisis matemático avanzado de big data.

Además, se utilizarán métodos de medicina personalizada, muchos de los cuales hacen uso de los avances en el campo de la IA. Esto permitirá probar la eficacia de nuevos fármacos en un paciente específico, diseñar métodos de neuroestimulación personalizados o planificar intervenciones quirúrgicas -mínimamente invasivas- para restaurar la dinámica de la red cerebral alterada en trastornos cerebrales funcionales.

Finalmente, el macroproyecto que llevará a cabo el consorcio BRADY representa una excelente oportunidad para formar a neurocientíficos en diversos aspectos de la investigación interdisciplinaria y fortalecer la cooperación internacional. De hecho, el equipo estará formado por cerca de 60 investigadores, la mitad jóvenes en formación y la mitad senior, incluyendo neurocientíficos de alto nivel.

La coordinación del consorcio va a cargo del Institute of Computer Science of the Czech Academy of Sciences de la República Checa. También son partners del proyecto tres centros más de este país: National Institute of Mental Health, Charles University y Czech Technical University in Prague (Czech Republic).

Fuente: https://www.immedicohospitalario.es/

7 de agosto de 2016

BIG DATA Y NEURONAS

Conocer los distintos tipos de neuronas y predecir su desarrollo y comportamiento ante enfermedades neurodegenerativas como el párkinson o el alzheimer es una de las múltiples aplicaciones del “big data” o “macrodatos”, según acuerdan los ponentes de un reciente seminario de expertos en Madrid.

De esta forma, el investigador del departamento de Inteligencia Artificial de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Pedro Larrañaga, ha explicado cómo la inteligencia de datos permite construir modelos matemáticos “para determinar qué características tienen las neuronas de nuestro cerebro y establecer varios tipos”.

La importancia de clasificar estas células cerebrales radica en “comprender cómo se distribuyen y actúan”, sobre todo, a la hora de evaluar su comportamiento “cuando aparecen las enfermedades neurodegenerativas…, cómo es la evolución de las mismas, porque algunas se pierden con más facilidad que otras o sufren mayor grado de deterioro”.

Con esta información, los especialistas podrán conocer mejor a las neuronas, “de las que poseemos 86.000 millones en la cabeza y que básicamente son de dos tipos: piramidales e interneuronas, las cuales son, a su vez, de distinta morfología”, señala Larrañaga.

El área de la salud es una de las analizadas en el simposio sobre “Advances and Applications of Data Sciene & Engineering” organizado por la Real Academia de Ingeniería (RAI) con la colaboración del Consorcio de Ciencia e Ingeniería de Datos, el proyecto CASI-CAM-CM de la Comunidad de Madrid (CAM) y la red DAMA del Ministerio de Economía y Competitividad.

El encuentro es una buena oportunidad para saber “qué se está haciendo en investigación en este área en las diferentes universidades europeas para poner esfuerzos en común”, ha indicado el investigador del Centro Nacional de Supercomputación de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), Darío García-Gasulla.

Este experto ha centrado su trabajo en “convertir imágenes en vectores para después trabajar sobre ellos analizando sus parecidos y estableciendo diferentes grupos para encontrar, por ejemplo, qué es lo que define según sus características visuales a un ser vivo y lo que le diferencia de otro ser vivo o de una cosa concreta”.