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El poder de la inteligencia artificial para desbloquear el cerebro humano
“La nube ha supuesto una revolución para la atención médica y la neurociencia, con muchos servicios realmente buenos para gestionar los datos de los pacientes, las historias clínicas de los pacientes y el procesamiento de imágenes”.
Hay pocos misterios más grandes en el mundo que el funcionamiento del cerebro humano.
Para los neurocirujanos, el cerebro presenta una maraña desconcertante de tejido físico e impulsos eléctricos, difícil de entender y aún más difícil de corregir cuando algo va mal.
Sin embargo, ahora, una startup australiana utiliza la nube para ayudar a los neurocirujanos a navegar por este órgano humano tan complejo mediante una innovadora tecnología de mapeo cerebral.
Omniscient Neurotechnology es una creación de los reconocidos neurocientíficos y neurocirujanos Dr. Stephane Doyen y Dr. Michael Sughrue.
En sus carreras, a menudo se enfrentaron al desafío que supone contar con tratamientos limitados para afecciones comunes, como los accidentes cerebrovasculares y los problemas de salud mental, y estaban decididos a encontrar nuevas formas de abordar estas y otras dolencias neurológicas.
“El cerebro es un equipo eléctrico complejo, y las imágenes actuales omiten la información eléctrica”, dice el Dr. Doyen. “Un cirujano corre un riesgo enorme de cortar algo que no tiene intención de cortar”.
El Dr. Doyen dice que le fascina la forma en que el cerebro procesa la información. Así que, hace 20 años, comenzó a investigar enfoques basados en datos para el análisis del cerebro. Sin embargo, descubrió que la tecnología de procesamiento de datos de la época no podía igualar la enorme complejidad del cerebro humano.
El deseo de superar este desafío lo llevó a explorar el campo emergente de la inteligencia artificial (IA) como una posible solución a este desafío asociado al procesamiento de datos.
“Tenía muchos proyectos de IA, me pagaban bien y lo disfrutaba, pero mi pasión por la neurociencia estaba en un segundo plano”, afirma el Dr. Doyen.
En 2018 se puso en contacto con el Dr. Sughrue, quien compartía su frustración.
Los dos combinaron rápidamente su experiencia y comenzaron a trabajar en la conectómica, un enfoque basado en datos para crear y analizar un mapa generado por computadora de las conexiones funcionales y estructurales del cerebro.
Gracias a la potencia de computación de Amazon Web Services (AWS), desarrollaron un método para convertir los datos de las resonancias magnéticas cerebrales en un mapa tridimensional (3D) de la actividad eléctrica del cerebro humano.
El resultado es la herramienta de planificación quirúrgica Quicktome, que proporciona a los neurocirujanos un mapa detallado de la actividad cerebral, conocido como conectoma, que es específico para cada paciente.
Esto permite a los cirujanos planificar mejor los tratamientos, especialmente los que implican una intervención quirúrgica, para así no perjudicar las funciones cerebrales que no estén dañadas.
El Dr. Doyen explica cómo funciona Quicktome cuando se trata a un paciente con un tumor cerebral.
“Ayudamos a los cirujanos a saber lo que están haciendo para que puedan tomar mejores decisiones”, afirma el Dr. Doyen. “Al paciente se le hace una resonancia magnética, y nosotros tomamos la imagen de su cerebro y la enviamos a la nube, donde creamos un mapa detallado. Observamos el tumor y lo que se puede hacer, y utilizamos el mapa cerebral para planificar la cirugía. En este mapa se destacan las estructuras clave del cerebro y el enfoque que puede adoptar un médico”.
Doyen y Sughrue han creado una empresa con más de 150 empleados en todo el mundo y que trabaja con algunas de las clínicas y neurocirujanos más importantes del mundo, incluido el Westchester Medical Center de Nueva York.
De esta manera, Omniscient Neurotechnology está allanando el camino para nuevos tratamientos para una amplia gama de afecciones y trastornos cerebrales, incluidos los relacionados con la salud mental. Esto se debe en parte al principio de plasticidad cerebral, que hace referencia a la capacidad del cerebro para cambiar su configuración debido a influencias externas.
“La salud mental es un problema importante y, cada año, una de cada cinco personas tendrá algún problema mental”, dice el Dr. Doyen. “Con Quicktome, podemos ver los problemas de salud mental y diagnosticarlos, y también hacer un seguimiento del funcionamiento de los tratamientos. Sirve incluso para reconfigurar el cerebro y mejorar su estado. Esa capacidad es extremadamente útil, y hay historias de personas que mejoran sin tomar una pastilla al reconfigurar su cerebro”.
El Dr. Doyen afirma que la relación con AWS ha sido importante, pues ofrece la potencia de computación que necesita la tecnología de mapeo cerebral de Omniscient Neurotechnology y también ayuda a desarrollar los complejos algoritmos necesarios para procesar cantidades tan enormes de datos.
“La nube ha supuesto una revolución para la atención médica y la neurociencia, con una gran cantidad de excelentes servicios para gestionar los datos de los pacientes, las historias clínicas de los pacientes y el procesamiento de imágenes”, afirma el Dr. Doyen. “Muchos proyectos como este no llegan a la consulta del médico debido a todos los desafíos que hay que gestionar y documentar, pero lo hemos logramos con éxito”.
Servicios de AWS utilizados
Amazon EC2
Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) es un servicio web que proporciona una capacidad de computación de tamaño variable en la nube. Se ha diseñado para facilitar a los desarrolladores la computación en la nube a escala web.
Amazon EBS
Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) es un servicio de almacenamiento en bloque fácil de usar, escalable y de alto rendimiento diseñado para Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2).
Amazon VPC
Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) le ofrece un control total sobre su entorno de redes virtuales, incluida la ubicación de los recursos, la conectividad y la seguridad. Comience por configurar su VPC en la consola de servicios de AWS.
Amazon Aurora
Amazon Aurora ofrece seguridad integrada, copias de seguridad continuas, computación sin servidor, hasta 15 réplicas de lectura, replicación automatizada en varias regiones e integraciones en otros servicios de AWS.
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