LEle cerveau il a la capacité de s’adapter et de changer, à tout âgeen réponse à des expériences réelles et à des stimuli venant de l’extérieur. La neuroplasticité permet également de réagir au vieillissement ou aux maladies suivantes neurodégénérative, psychiatrique ou comme un accident vasculaire cérébral. Pour étudier le mécanisme clé qui affecte l’efficacité de l’ensemble du système nerveux central, encore en partie inconnu, un avatar est né. Les experts le disent.
Cerveau : la capacité d’adaptation
«Le pouvoir plastique du cerveau est là il permet d’apprendre quelque chose de nouveau, d’acquérir des informations et de s’adapter au milieu qui l’entoure. Peut être « adaptatif« , quand il est capable de contrer au moins en partie les dégâts initiaux souffert par une structure du cerveau, comme les symptômes de Parkinson ou sclérose en plaques. Au contraire, cela peut être « inadapté »quand n’est pas en mesure d’obtenir une compensation adéquate. Mais pour aborder de manière toujours plus efficace la complexité des pathologies qui peuvent affecter le cerveau, il est nécessaire d’associer étroitement le concept de neuroplasticité à celui de connectivité », explique le Professeur Fabrizio Espositoprofesseur de bio-ingénierie àUniversité de Campanie « Luigi Vanvitelli » de Naples.
Un orchestre de neurones
«Il s’agit désormais d’un savoir bien établi dans la littérature médico-scientifique, qui la plasticité des neurones se manifeste toujours, directement ou indirectement, comme une modification structurelle ou fonctionnelle des connexions qui existent entre eux. Pratiquement, le cerveau fonctionne comme un orchestre et forme des groupes qui « jouent » ensemble et pour bien « jouer » ils doivent se synchroniser. Fonctions cérébralescomme nous les observons de l’extérieur à travers l’analyse des actions et des comportements, je ne le suis jamaisdonc le simple résultat de l’activation d’un seul neurone ni même un groupe bien localisé et défini de neurones du même type dans une zone donnée du cerveau », poursuit le professeur Esposito.
L’Italie en première ligne
«Financé par le Pnrr avec 115 millions d’euros pour soutenir plus de 200 projets impliquant 500 scientifiques et chercheurs médicaux, biologistes, bioingénieurs et informaticiens, MNESYS c’est un projet impressionnant et complexe. Un programme de recherche qui implique la création d’un réseau de collaboration, à ce jour, entre 12 universités publiques et privées et 13 instituts de recherche, IRCCS et entreprises, mais qui impliquera bientôt d’autres organismes de premier plan, « engagés » à travers des « appels en cascade » spécifiques pour catalyser les efforts et promouvoir la coordination des groupes de travail répartis dans toute l’Italie dirigés par l’Université de Gênes, leader du projet. Le but est comprendre les mystères du système cérébral et développer des traitements personnalisés pour les maladies neurologiques et mentales, grâce à la médecine de précision », souligne le Professeur Antonio Uccelliprofesseur titulaire de neurologie àUniversité de Gênesdirecteur scientifique de l’hôpital Irccs San Martino de Gênes et directeur scientifique du projet MNESYS.
Le cerveau virtuel est né
«Maintenant dans MNESYS, pour la première fois en Italie, nous avons réussi à développer le cerveau virtuel, c’est-à-dire des représentations numériques multi-échelles de neurones, microcircuits et réseaux de neurones jusqu’à l’ensemble du cerveau, grâce à des données de résonance magnétique qui permettent de cartographier ses zones fonctionnelles sur un atlas numérique du cerveau. Par la suite, des modèles neuronaux sont appliqués qui permettent de reproduire à tous égards le comportement réel du cerveau et permettent de générer des ondes cérébrales très similaires à celles de l’électroencéphalogramme. Ces avatars numériques permettent d’étudier en détail les fonctions cérébrales qui apparaissent lors de pathologies du système nerveux », explique le Professeur Egidio D’Angeloprofesseur titulaire de physiologie àUniversité de Pavie.
Les cerveaux « jumeaux »
«Ils sont en phase de développement études sur les maladies neurologiques telles que la démence, la maladie de Parkinson, l’autisme et la schizophrénie. Les développements les plus avancés de la technologie multi-échelle sont les Brain Digital Twins, copies numériques du cerveau de patients individuels. À l’Université de Pavie, les Twins sont générés grâce au traitement, à l’aide d’algorithmes mathématiques, de données personnelles, cliniques, de laboratoire et de diagnostic MNESYS. Cela vous permet de simuler des états fonctionnels et des paramètres neuronaux qui ne sont pas détectables par une évaluation clinique et diagnostique. Les Twins pourraient être d’une aide considérable pour améliorer le diagnostic, prédire l’évolution d’une pathologie spécifique et définir l’approche pharmacologique et interventionnelle plus appropriée », conclut le professeur D’Angelo.
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