Un equip internacional d’investigadors ha desenvolupat el mapa més complet i detallat del cervell humà fet fins ara, gràcies a l’aplicació de tècniques avançades d’intel·ligència artificial (IA).
L’estudi, publicat a la revista Nature, ha estat liderat per Adrià Casamitjana, investigador del grup VICOROB de la Universitat de Girona (UdG), durant la seva estada postdoctoral a la University College London (UCL).
El resultat, batejat com a NextBrain, suposa un salt qualitatiu en el coneixement de l’estructura cerebral i obre la porta a diagnòstics més precisos de malalties neurològiques com l’Alzheimer.
Un mapa digital del cervell amb una precisió sense precedents
L’atles NextBrain permet visualitzar el cervell humà in vivo amb una definició fins ara inabastable, a partir de ressonàncies magnètiques (RM) processades amb IA. Les tècniques desenvolupades permeten identificar subregions anatòmiques molt petites, com les que formen part de l’hipocamp —zona fonamental per a la memòria i l’aprenentatge—, que sovint són les primeres a veure’s afectades en la progressió de malalties neurodegeneratives.
Fins ara, la identificació d’aquestes àrees només era possible mitjançant tècniques de microscòpia histològica post mortem, la qual cosa limitava la comprensió dels canvis cerebrals en individus vius. Amb NextBrain, els investigadors poden analitzar imatges de pacients en qüestió de minuts amb un nivell de detall comparable al que fins ara només s’assolia amb mostres microscòpiques.
Casamitjana explica que “l’ús de la intel·ligència artificial ha estat clau per integrar informació de milers d’imatges i crear una representació tridimensional coherent del cervell humà”, fet que permetrà accelerar el diagnòstic i la recerca en neurologia i neuroimatge.
Sis anys per reconstruir el cervell humà
El projecte ha requerit sis anys de treball intens amb mostres de cinc cervells humans post mortem, que es van disseccionar en més de 10.000 seccions microscòpiques. Cada secció va ser tenyida, fotografiada i reconstruïda digitalment per generar un model 3D complet.
Mitjançant algoritmes d’intel·ligència artificial, es van alinear aquestes imatges amb escàners de ressonància magnètica previs, corregint distorsions i imperfeccions derivades del procés de dissecció. D’aquest treball en va sorgir un atles probabilístic amb 333 regions cerebrals identificades i etiquetades, una tasca que, sense l’ajuda de la IA, hauria requerit dècades de feina manual.
El resultat és una eina de referència per a la neurociència, capaç de ser aplicada tant a cervells vius com a mostres post mortem, i que permet establir correlacions anatòmiques i funcionals amb precisió microscòpica.
Una eina oberta per a la comunitat científica
L’atles NextBrain és d’accés lliure i està disponible a través de la plataforma FreeSurfer, un dels entorns més utilitzats per a l’anàlisi d’imatges cerebrals. El model s’ha validat amb milers de ressonàncies magnètiques de persones de diverses edats i condicions, demostrant una precisió equiparable a la dels estudis manuals realitzats per experts.
Aquesta eina permetrà estudiar patrons d’envelliment cerebral i detectar canvis associats a malalties neurodegeneratives amb una resolució sense precedents. Els investigadors esperen que la seva aplicació acceleri el descobriment científic i millori els diagnòstics i tractaments de patologies com l’Alzheimer, el Parkinson o la demència frontotemporal.
Una recerca amb suport internacional
El projecte NextBrain ha comptat amb el suport del Consell Europeu de Recerca (ERC), la Societat d’Alzheimer, la Fundació Lundbeck i els National Institutes of Health (NIH) dels Estats Units.
Segons Casamitjana, “NextBrain és una finestra oberta al cervell com mai abans l’havíem vist. Ens permet entendre no només la seva anatomia, sinó també la manera com aquesta evoluciona amb l’edat i la malaltia”.
Amb aquest avanç, la Universitat de Girona i la UCL consoliden el seu paper en la recerca internacional sobre intel·ligència artificial aplicada a la medicina, situant el projecte com una de les fites més rellevants dels darrers anys en l’àmbit de la neuroimatge.
