Abordar preguntes sense resposta en l’àmbit de la neurociència i investigar sobre els aspectes que encara es desconeixen sobre el funcionament del cervell i les causes de diferents malalties neurològiques i psiquiàtriques. És el gran repte que es proposa el consorci d'investigadors d'alt nivell BRADY (Brain Dynamics), en què participarà Gustavo Deco, coordinador del grup de Recerca en Neurociència Computacional del Centre for Brain and Cognition (CBC) de la UPF.

El consorci BRADY vol aprofundir en el coneixement de les dinàmiques cerebrals amb el propòsit de crear mètodes diagnòstics i terapèutics innovadors, que personalitzin cada vegada més els tractaments a les necessitats específiques de cada pacient, per a la qual cosa s’aprofitaran les tecnologies més avançades i la intel·ligència artificial.

Aquest consorci coordinarà un macroprojecte de recerca, finançat per la UE, a través del Programa Johannes Amos Comenius, amb un pressupost de prop 9,6 milions d'euros per als propers cinc anys. Qui ha obtingut aquest finançament és el Govern de la República Txeca, després de presentar-se a aquesta convocatòria d'ajuts europeus per a investigacions d'alt nivell, que vehicularà aquests fons a través del consorci BRADY. Així, doncs, el projecte té una dimensió tant nacional com internacional i, de fet, uns dels seus objectius és articular un ecosistema d'equips interdisciplinaris innovadors en el camp de la neurociència computacional i les seves aplicacions mèdiques.

Investigadors de diferents disciplines (neurociència, matemàtiques, ciència computacional, medicina…) s'enfrontaran al repte d'estudiar els aspectes més desconeguts del funcionament del cervell humà a dia d’avui. Fins ara, la investigació neurocientífica no ha pogut vincular els processos cerebrals que tenen lloc en zones concretes del cervell (micro) amb aquells que es desenvolupen en tota la seva globalitat (macro). Tampoc no s'ha pogut comprendre la connexió entre els processos de deteriorament cognitiu que es desenvolupen en diferents escales temporals (curt, mig i llarg termini) i que desemboquen en una determinada malaltia. Per això, un dels principals objectius del projecte BRADY serà investigar sobre les mecàniques específiques del funcionament cerebral en diferents escales temporals i espacials, cosa que és fonamental per comprendre les seves dinàmiques i la causa de diferents malalties.

Es dissenyaran mètodes de diagnòstic i tractament innovadors i personalitzats per a malalties com l'esquizofrènia, l'epilèpsia o la discapacitat motora

L’equip de recerca desenvoluparà models computacionals de l’activitat cerebral. D'aquesta manera, es podran capturar imatges de l'activitat cerebral en diferents escales temporals i estudiar-ne les dinàmiques amb més profunditat i precisió. Amb un major coneixement científic de les dinàmiques cerebrals, el següent pas serà dissenyar noves eines i enfocaments per millorar el diagnòstic dels trastorns neuropsiquiàtrics, mitjançant l'anàlisi matemàtica avançada de big data. A més, la investigació té el potencial de reemplaçar els enfocaments tradicionals en el tractament de l'esquizofrènia, l'epilèpsia, els trastorns del moviment, la pèrdua sensorial o el dany cerebral. Amb aquesta finalitat, s'identificaran mètodes nous per modificar les dinàmiques del cervell, mitjançant neuroestimulació invasiva i no invasiva, cronoteràpia -teràpia farmacològica regida pel temps que s'adapta a l'evolució dinàmica de l'estat cerebral durant el procés d’una malaltia- o el disseny d'una interfície avançada cervell-màquina.

A més, s'utilitzaran mètodes de medicina personalitzada, molts dels quals fan ús dels avenços en el camp de la IA. Això permetrà provar l'eficàcia de nous fàrmacs en un pacient específic, dissenyar mètodes de neuroestimulació personalitzats o planificar intervencions quirúrgiques –mínimament invasives– per restaurar la dinàmica de la xarxa cerebral alterada en trastorns cerebrals funcionals. Gràcies a les eines dissenyades amb IA, es podran obtenir models del cervell personalitzats, amb sistemes computacionals, millorar el risc de prevenció de malalties neurològiques o millorar-ne el seguiment i monitorització.

La dimensió internacional del consorci facilitarà l'extensió i la implementació dels nous mètodes de diagnòstic i de tractament en diferents països

El consorci interdisciplinari BRADY, altament competitiu a nivell internacional, reuneix experts capaços d'afrontar els reptes més difícils associats a les investigacions més capdavanteres sobre el cervell. La seva dimensió internacional facilitarà que els mètodes de diagnòstic i tractament resultants de les seves investigacions es puguin estendre i implementar més ràpidament en diferents països. D'altra banda, el consorci contribuirà a la investigació interdisciplinària, fonamental per aprofundir en el coneixement de les dinàmiques cerebrals, que requereix experts en camps com la neurociència, les matemàtiques, la ciència computacional o la medicina. Així mateix, l'articulació d'un ecosistema d'investigadors de les dinàmiques cerebrals contribuirà a la compartició i l'adquisició de les infraestructures o tecnologies que siguin necessàries per als estudis científics.

Finalment, el macroprojecte que durà a terme el consorci BRADY representa una excel·lent oportunitat per formar neurocientífics en diversos aspectes de la investigació interdisciplinària i enfortir la cooperació internacional. De fet, l'equip estarà format per prop de 60 investigadors, la meitat joves en formació i la meitat sènior, entre els quals hi ha neurocientífics d'alt nivell.

La coordinació del consorci va a càrrec de l’Institute of Computer Science of the Czech Academy of Sciences de la República Txeca. També són partners del projecte tres centres més d’aquest país: National Institute of Mental Health, Charles University i Czech Technical University in Prague.

Arran de les investigacions desenvolupades pel consorci, està previst elaborar més de 280 articles científics sobre els estats de les dinàmiques cerebrals i els models per capturar i predir l'efecte que hi poden tenir determinades intervencions.