Proyecto MACbioIDi - Actividad 2

Desarrollos algorítmicos y tecnológicos específicos para una plataforma común de investigación en neurociencia y diagnosis neurológica avanzada

Descripción de las acciones llevadas a cabo: Aprovechando la plataforma común de la Actividad 1, se harán desarrollos específicos para neurociencia y neurología y se emplearán en investigaciones biomédicas concretas en tales campos. Ambas actividades se desarrollarán simultáneamente. Se propone desarrollar e incorporar a la plataforma común de investigación y diagnosis avanzada, una técnica funcional basada en espectroscopia de resonancia magnética (fMRSI) para el estudio del metabolismo en cerebro humano resuelto en tiempo, reduciendo la pérdida de calidad de la información de la señal en imágenes 3D espectroscópicas, y tomando ventaja de las características de la nueva tecnología de equipos de resonancia magnética de alto campo, disponibles en nuestras instalaciones. Asimismo se incorporarán a la plataforma común algoritmos de procesado neuroimagen funcional, disponibles en el marco del Statistical Parameter Mapping (SPM) de Matlab, así como otros también disponibles en la ULL de tomografía óptica en el infrarrojo cercano.

Resultados previstos: La tecnología, de fácil integración en el conjunto del proyecto y transferencia al entorno clínico y al tejido productivo, es aplicable al cuerpo humano y animales de experimentación. El desarrollo de la técnica de fMRSI (functional magnetic resonance spectroscopy), desarrollada por nuestro grupo y su implantación en la plataforma común de investigación y diagnosis, permitirá el estudio de cambios en el muy corto plazo en concentraciones de metabolitos en cerebro humano in vivo, disminuyendo los tiempos de las actuales sesiones de adquisición de imágenes espectroscópicas con propósito de estudios funcionales. Se pretende fomentar la investigación traslacional sobre la cinética de cambios en la concentración de metabolitos en el cerebro que pudieran estar asociados a anormalidades en el metabolismo neuronal, y que a su vez estarían relacionados con patologías tumorales o de otra naturaleza (desórdenes neuropsiquiátricos, o neurodegenerativos, etc).

Productos finales previstos: Se pretende desarrollar software basado en Slicer para el usuario final (investigador, médico, estudiante). La incorporación de estas nuevas aplicaciones en Slicer incrementará la velocidad de procesado, compatibilidad en diferentes equipamientos y la posibilidad de ser utilizado por diferentes centros sanitarios y de investigación.

Área geográfica de desarrollo de la actividad: Canarias (áreas metropolitanas de Gran Canaria y Tenerife) y Boston.

Principales beneficiarios/destinatarios de la actividad: El resultado es interesante tanto de la región macaronésica, como para la comunidad internacional: investigadores en neurociencias, profesionales médicos (neurología, neurocirugía y neurorehabilitación); estudiantes de medicina, psicología, biología; universidades y centros educativos; consultorios médicos; museos; empresas interesadas en formación y divulgación. Se pretende que las herramientas desarrolladas sean validadas en centros sanitarios tanto canarios como del resto de la región macaronésica.

Estudios previstos:
- Validación de las tecnologías desarrolladas en centros de investigación universitarios

de la región.

Descripción de las acciones llevadas a cabo: Aunque parezcan muy diferentes entre sí, las tecnologías de observación astronómica, del espacio, de la Tierra y del cuerpo humano, u otros seres vivos, comparten características importantes. Se suele medir una radiación electromagnética, emitida, transmitida o reflejada por el área que se inspecciona, y conociendo las propiedades de interacción de tal energía con el medio puede extraerse la información relevante. Partiendo de capacidades observacionales excelentes disponibles, analizaremos su utilidad en medicina en distintas bandas de frecuencia: microondas, terahertz, infrarrojo cercano, medio y lejano, visible y ultravioleta, y propondremos aplicaciones biomédicas basadas en el análisis termográfico y multiespectral de la radiación electromagnética. El objetivo es desarrollar nuevas modalidades no invasivas de exploración biomédica, basadas en capacidades regionales científico-tecnológicas diferenciales.

Resultados previstos: Esta actividad proporcionará una información objetiva sobre la procedencia de centrar esfuerzos en la transferencia de ciertas tecnologías observacionales al campo médico. En tal sentido es una investigación piloto, cuyo éxito determinará una especialización tecnológica regional a partir de capacidades científicas y tecnológicas de excelencia ya existentes, tal y como preconizan las RIS3, que habrá de ser complementada con un análisis clínico y económico del potencial real, conforme se propone en el objetivo específico 3.

Productos finales previstos: construiremos prototipos termográficos y de análisis de imágenes hiperespectrales para investigación en las siguientes bandas de frecuencia: termografía con microondas e infarrojo medio, y análisis hiperespectral en longitudes de onda óptica, desde el infrarrojo cercano al ultravioleta. Ello permitirá la identificación no invasiva de ciertas biomoléculas, y la medición no invasiva de temperaturas a varias profundidades, potencialmente indicadoras del comportamiento funcional del organismo. Lógicamente, todo ello se integrará en la plataforma descrita en la Actividad 1.1 como medio para su adecuada evaluación práctica. Como prueba de concepto se desarrollará un prototipo de bajo coste termográfico basado en un dispositivo móvil.

Área geográfica de desarrollo de la actividad: Canarias (áreas metropolitanas de Tenerife y Gran Canaria)

Principales beneficiarios/destinatarios de la actividad: Universidades y entidades científicas. Empresas de alta tecnología. Prestadores sanitarios de alta tecnología.