Un nuevo proyecto europeo, denominado BE-LIGHT, pretende desarrollar nuevas herramientas de fotónica e inteligencia artificial (IA) para el diagnóstico precoz y el tratamiento preciso de enfermedades oculares, cardiovasculares y neurodegenerativas.
El proyecto se ha desarrollado en el marco de un consorcio internacional de universidades, hospitales y empresas, con el Centro de Desarrollo de Sensores, Instrumentación y Sistemas (CD6) de la Universitat Politècnica de Catalunya-BarcelonaTech (UPC) a la cabeza, desde donde están desarrollando nuevas tecnologías basadas en luz e inteligencia artificial para mejorar el diagnóstico de diversas enfermedades. Han participado ya siete instituciones académicas, tres hospitales y siete empresas de Alemania, Francia, Polonia, Suiza y España.
La investigación, que cuenta con una financiación de 2,5 millones de euros del programa Horizon Europe de la Unión Europea, dentro de las acciones Marie Sklodowska Curie, ha sido liderado por Meritxell Vilaseca, investigadora del CD6 y profesora de la Facultad de Óptica y Optometría de Terrassa (FOOT) y de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB), y Cristina Masoller, investigadora del grupo de investigación Dinámica no Lineal, Óptica no Lineal y Láseres (DONLL) y profesora de la Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT).
Las patologías de retina sitúan en riesgo de padecer ceguera a cerca de cinco millones de españoles. Las actividades de diagnóstico de estas patologías se centran en una prueba de fondo de ojo que permite evaluar la parte interna del ojo: el nervio óptico y la retina.
"Las nuevas herramientas permitirán entender mejor el funcionamiento de la retina y el intercambio de información entre neuronas"
Este novedoso estudio supone un nuevo paso adelante para el conocimiento y el diagnóstico de las enfermedades de la retina, tal y como explica la investigadora Meritxell Vilaseca. "Mediante el uso de redes neuronales y de técnicas optogenéticas, las nuevas herramientas permitirán entender mejor el funcionamiento de la retina y el intercambio de información entre neuronas, de forma que, a partir de modelos cuantitativos, puedan detectarse las enfermedades en la retina", ha indicado.
Además, la investigadora también ha señalado que "la combinación de diversas tecnologías fotónicas como, por ejemplo, las imágenes multiespectrales y la tomografía de coherencia óptica, complementadas con algoritmos de IA, permitirá analizar con precisión diversas estructuras oculares (córnea, vítreo, fondo de ojo) para detectar de forma precoz enfermedades visuales y trastornos oculomotores".
Sumado a la mejora la evaluación de los patrones de los movimientos oculares, fuertemente controlados por distintas regiones cerebrales, a través de la inteligencia artificial, existen otras líneas de investigación y herramientas de diagnóstico para enfermedades neurológicas como son el alzhéimer o la Covid persistente, una secuela que afecta a casi dos millones de españoles.
Cristina Masoller ha explicado que "el proyecto también posibilitará el desarrollo de nuevo instrumental y métodos clínicos capaces, por ejemplo, de obtener imágenes de vasos sanguíneos o estructuras oculares del paciente mediante tomografía óptica y optoacústica o imagen térmica".
Esta tecnología, en palabras de la investigadora Masoller, "ayudará a detectar precozmente placas de arteriosclerosis de forma no invasiva, entre otras y se pondrán a punto nuevas herramientas de aprendizaje automático para el tratamiento y control de las arritmias cardíacas con luz, que podrían reemplazar a las técnicas actuales basadas en impulsos eléctricos".
"La aplicación de la IA en combinación con técnicas de microscopía de superesolución permitirá conseguir imágenes de estructuras biológicas de menos de un nanómetro, como las proteínas involucradas en la enfermedad de Parkinson y otras enfermedades raras, lo que permitirá mejorar el diagnóstico", concluyó la investigadora.