→ Línea emergente: Biomarcadores de la estructura y función cerebral inspirados en IA

Línea Emergente del grupo: «Biomarcadores de Imaging Traslacional»

Comprender cómo las diferentes escalas del cerebro interactúan para funcionar de manera efectiva y cómo la interrupción de esa interacción puede conducir a enfermedades neurodegenerativas es un desafío formidable. Importante es que, en una sociedad cada vez más envejecida, este entendimiento puede tener un impacto significativo en el desarrollo de métodos para diagnosticar esas enfermedades neurodegenerativas más temprano de lo que los métodos de detección convencionales permiten. Para abordar esto, el objetivo de esta línea de investigación emergente es aprovechar la ciencia de datos y las herramientas matemáticas para obtener una comprensión más profunda del funcionamiento interno del cerebro, tanto en microescalas (por ejemplo, dinámicas moleculares y plasticidad sináptica) como en macroescalas (por ejemplo, comportamiento de las células gliales e inflamación cerebral).

Específicamente, el principal objetivo del grupo, financiado por un proyecto La Caixa Junior Leader, será descubrir biomarcadores significativos aprovechando la teoría de sistemas dinámicos y el aprendizaje automático junto con técnicas avanzadas de imagen por resonancia magnética no invasivas. Combinando enfoques experimentales y teóricos, nuestro objetivo es trabajar de manera interdisciplinaria para desarrollar modelos computacionales que identifiquen estos biomarcadores temprano en la vida, ofreciendo una visión del posible inicio de trastornos como el Alzheimer y la esclerosis múltiple.

Otros temas de investigación, en colaboración con socios en el Uniklinikum Bonn y el Instituto de Tecnología de Okinawa, Japón, incluyen la construcción de modelos matemáticos para explorar la base molecular de la plasticidad sináptica y su papel en la formación de la memoria, investigar la emergencia de una comunicación eficiente entre animales utilizando el aprendizaje automático y desarrollar una herramienta basada en una interfaz gráfica de usuario, de código abierto, para el análisis rápido y reproducible de imágenes de calcio de sinapsis y dendritas.