The Virtual Brain, un cerveau virtuel boosté à la data

Compiler des données individuelles sur les patients permet aux chercheurs d'étudier le fonctionnement du cerveau à l'aide de simulations détaillées. Nom de code du projet ? The Virtual Brain.

The Virtual Brain : des données individuelles sur les patients permettent aux chercheurs d'étudier le fonctionnement du cerveau à l'aide de simulations détaillées.

En utilisant les données de mesure des patients, les chercheurs de Charité - Universitätsmedizin Berlin et de l'Institut de la santé de Berlin ont réussi à affiner la plateforme de modélisation du cerveau " The Virtual Brain ". Le logiciel, qui a été téléchargé près de 11 000 fois à ce jour, a été utilisé dans des projets et des publications dans le monde entier. Les derniers résultats ont été publiés dans eLife.

La tâche de déchiffrer les fonctions multiples et la structure complexe du cerveau exige l'acquisition de grandes quantités de données provenant de différentes sources. Comme les pièces d'un puzzle, ces données doivent ensuite être assemblées dans des simulations informatiques qui permettent aux chercheurs de comprendre les mécanismes impliqués dans le fonctionnement du cerveau. Créé avec cet objectif en tête,'Le Cerveau Virtuel' est capable de combiner les mesures d'un patient individuel pour produire des modèles personnalisés. En utilisant ces données pour simuler le cerveau des patients, le logiciel agit comme un " microscope mathématique ", permettant aux chercheurs de reproduire les interactions entre les cellules nerveuses qui ne peuvent pas être mesurées directement chez l'homme. Cette méthode permet aux chercheurs d'utiliser les données des signaux cérébraux pour tirer des conclusions sur les interactions entre les réseaux neuronaux qui les produisent. Lancé en 2012 en tant que plateforme de simulation open-source,'The Virtual Brain' est un projet international dirigé par le Professeur Dr Petra Ritter (du Département de Neurologie avec Neurologie Expérimentale) et deux de ses collègues de Toronto et Marseille.

Les chercheurs du groupe BrainModes du professeur Ritter ont mis au point une nouvelle approche qui implique l'utilisation d'un type de casque EEG pour enregistrer l'activité électrique mesurable du cerveau à partir de la surface du cuir chevelu. Les données ainsi obtenues sont ensuite intégrées dans un modèle informatique personnalisé, qui simule l'activité cérébrale normalement mesurable uniquement à l'aide d'un grand appareil d'IRM. En fait, ce modèle a permis de calculer six caractéristiques différentes de l'activité cérébrale. Les tentatives antérieures chez les animaux avaient nécessité des procédures invasives mais n'avaient donné que des résultats partiels. Le nouveau modèle a été en mesure de produire des descriptions détaillées de la manière dont ces processus fonctionnent ensemble pour produire des fonctions cérébrales spécifiques, confirmant ainsi l'hypothèse selon laquelle l'inclusion des données EEG dans le modèle informatique produit des simulations plus détaillées de l'activité cérébrale. En permettant aux chercheurs de représenter les processus cérébraux avec une résolution spatiale et locale améliorée, les données EEG les rendent plus faciles à comprendre.

"Cette nouvelle méthode de simulation du cerveau nous permet de combiner des théories sur le fonctionnement du système nerveux avec des mesures physiques et de les intégrer dans un modèle unique et complet, à la fois physiologique et anatomique ", explique le professeur Ritter. Dans de nombreuses sciences naturelles, ce type d'approche s'est avéré extrêmement utile tant pour la formulation d'hypothèses que pour la vérification d'hypothèses. Cependant, l'utilisation des données sur les patients pour produire des modèles individualisés représente un développement entièrement nouveau et a le potentiel de découvrir des différences individuelles dans la façon dont le cerveau fonctionne, tant chez les patients que chez les sujets en bonne santé.

La prochaine étape consistera à étudier de plus grands groupes de patients, dans l'espoir de déchiffrer les mécanismes sous-jacents à des affections telles que l'épilepsie, les accidents vasculaires cérébraux et la démence. Résumant ses recherches actuelles, le professeur Ritter déclare : "Ce logiciel a le potentiel de bénéficier directement aux patients. Une étude clinique actuellement en cours en France étudie comment cette technologie pourrait contribuer à améliorer les résultats chez les patients subissant une intervention chirurgicale pour l'épilepsie. Les neurochirurgiens impliqués sont capables d'optimiser les résultats en simulant d'abord la procédure à l'aide d'une version virtuelle du cerveau du patient".

Bientôt, " Le cerveau virtuel " pourrait également profiter à l'ensemble de la population. L'application BrainModes - qui a été développée chez Charité pour une utilisation avec des smartphones et des tablettes - fonctionne avec des neuro-casques disponibles dans le commerce pour permettre aux utilisateurs de mieux connaître leur propre cerveau. Sous la direction du professeur Ritter, les chercheurs de la Charité développeront cette technologie dans l'espoir de pouvoir un jour contrôler des machines, des ordinateurs et des exosquelettes en utilisant la puissance de l'esprit.

Esanum is an online network for approved doctors

Esanum is the medical platform on the Internet. Here, doctors have the opportunity to get in touch with a multitude of colleagues and to share interdisciplinary experiences. Discussions include both cases and observations from practice, as well as news and developments from everyday medical practice.

Esanum ist ein Online-Netzwerk für approbierte Ärzte

Esanum ist die Ärzteplattform im Internet. Hier haben Ärzte die Möglichkeit, mit einer Vielzahl von Kollegen in Kontakt zu treten und interdisziplinär Erfahrungen auszutauschen. Diskussionen umfassen sowohl Fälle und Beobachtungen aus der Praxis, als auch Neuigkeiten und Entwicklungen aus dem medizinischen Alltag.

Esanum est un réseau en ligne pour les médecins agréés

Esanum est un réseau social pour les médecins. Rejoignez la communauté et partagez votre expérience avec vos confrères. Actualités santé, comptes-rendus d'études scientifiques et congrès médicaux : retrouvez toute l'actualité de votre spécialité médicale sur esanum.