Noves eines de fotònica i intel·ligència artificial per al diagnòstic de malalties oculars, cardiovasculars i neurodegeneratives

Un consorci internacional d'universitats, hospitals i empreses, liderat pel Centre de Desenvolupament de Sensors, Instrumentació i Sistemes (CD6) de la UPC, està desenvolupant noves tecnologies basades en llum i intel·ligència artificial per millorar el diagnòstic de diverses malalties.

Desenvolupar noves eines de fotònica i intel·ligència artificial (IA) per diagnosticar precoçment i tractar amb precisió malalties oculars, cardiovasculars i neurodegeneratives. Aquest és l'objectiu del projecte europeu BE-LIGHT, coordinat pel Centre de Desenvolupament de Sensors, Instrumentació i Sistemes (CD6) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), i en què participen set institucions acadèmiques, tres hospitals i set empreses d'Alemanya, França, Polònia, Suïssa i Espanya.

El consorci està liderat per Meritxell Vilaseca, investigadora del CD6 i professora de la Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa (FOOT) i de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB), i Cristina Masoller, investigadora del grup de recerca Dinàmica no Lineal, Òptica no Lineal i Làsers (DONLL) i professora de l'Escola Superior d'Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT).

El projecte compta amb un finançament de 2,5 milions d'euros del programa Horizon Europe de la Unió Europea, dins de les accions Marie Sklodowska Curie (Doctoral Networks).

Millorar el diagnòstic de les malalties de la retina
La recerca que es desenvoluparà en el marc del projecte BE-LIGHT suposa un nou pas endavant per al coneixement i el diagnòstic de les malalties de la retina, tal com explica la investigadora Meritxell Vilaseca, que coordina el projecte: "Mitjançant l'ús de xarxes neuronals i de tècniques optogenètiques, les noves eines permetran entendre millor el funcionament de la retina i l’intercanvi d’informació entre neurones, de manera que, a partir de models quantitatius, es puguin detectar les malalties a la retina".

La investigadora assenyala que "la combinació de diverses tecnologies fotòniques com, per exemple, les imatges multiespectrals i la tomografia de coherència òptica, complementades amb algorismes d’IA, permetrà analitzar amb precisió diverses estructures oculars (còrnia, vitri, fons d’ull) per detectar de forma precoç malalties visuals i trastorns oculomotors". A més, segons Meritxell Vilaseca, "l’avaluació amb IA dels patrons dels moviments oculars, fortament controlats per diferents regions cerebrals, també pot oferir noves eines de diagnòstic per a malalties neurològiques, com ara l'Alzheimer o la COVID persistent".

Cristina Masoller afegeix que "el projecte també possibilitarà el desenvolupament de nou instrumental i mètodes clínics capaços, per exemple, d’obtenir imatges de vasos sanguinis o d’estructures oculars del pacient mitjançant tomografia òptica i optoacústica o imatge tèrmica". Tal com explica la investigadora, "aquesta tecnologia ajudarà a detectar precoçment plaques d’arterioesclerosi de forma no invasiva, entre d’altres". Així mateix, "es posaran a punt noves eines d’aprenentatge automàtic per al tractament i control de les arrítmies cardíaques amb llum, les quals podrien reemplaçar les tècniques actuals basades en impulsos elèctrics", explica Cristina Masoller. La investigadora afegeix que "l'aplicació de la IA en combinació amb tècniques de microscòpia de superesolució permetrà aconseguir imatges d’estructures biològiques de menys d’un nanòmetre, com ara les proteïnes involucrades en la malaltia de Parkinson i altres malalties rares, la qual cosa permetrà millorar-ne el diagnòstic".

Addicionalment, en el marc del projecte BE-LIGHT, s'oferirà a 11 investigadors un programa de formació en tecnologies fotòniques, IA, aprenentatge automàtic, imatges computacionals i modelatge.