La detección temprana del Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas es uno de los grandes retos de la medicina actual. Son patologías que avanzan lentamente, cuyos primeros síntomas suelen pasar desapercibidos y que, cuando se diagnostican, ya han provocado daños difíciles de revertir. En este contexto, la combinación de inteligencia artificial, simulación y gemelos virtuales empieza a abrir nuevas vías para entender mejor cómo se desarrolla la enfermedad y cómo intervenir antes.
En el CES de Las Vegas, Dassault Systèmes presenta ‘The Cube’, una experiencia inmersiva que permite entrar literalmente en un gemelo virtual del cerebro humano para explorar el Alzheimer desde tres perspectivas: la del paciente, la del cuidador y la del investigador. A través de datos reales, simulaciones y modelos científicos, la compañía muestra cómo pequeñas señales pueden anticipar la enfermedad, cómo el entorno influye en la seguridad del paciente y cómo la investigación puede acelerarse gracias a la virtualización.
Al frente de esta iniciativa está John McCarthy, responsable de Consultoría de Negocio para la industria de Ciencias de la Vida y Salud en Dassault Systèmes. Su trabajo se centra en trasladar al ámbito sanitario una tecnología que la compañía lleva años desarrollando en otros sectores: los gemelos virtuales, capaces de reproducir con precisión el comportamiento de sistemas complejos, en este caso el cuerpo humano y, en particular, el cerebro.
En esta entrevista, McCarthy explica qué es exactamente el proyecto Living Brain, cómo se ha construido técnicamente ‘The Cube’, qué papel juega la tecnología en la detección y tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y cuáles son las barreras —más organizativas y culturales que tecnológicas— para que este enfoque se extienda a gran escala en el sistema sanitario.
Para alguien que nunca ha oído hablar del proyecto: ¿qué es exactamente Living Brain y por qué es tan sorprendente?
Lo que mostramos es cómo somos capaces de tomar datos del mundo real sobre pacientes que padecen distintos tipos de enfermedades. En el caso del cerebro, nos centramos en el Alzheimer, la epilepsia y otras enfermedades neurodegenerativas.
Desde el punto de vista tanto del paciente como del clínico, podemos entender cuál es la enfermedad de ese paciente. En el caso del Alzheimer, por ejemplo, cómo las personas empiezan a olvidar cosas o cómo cambia su forma de hablar son algunas de las señales tempranas. Estas señales las hemos podido recopilar a través de ensayos clínicos, en los que nuestro software gestiona el ensayo y evalúa a los pacientes para distintos fármacos.
A partir de esos ensayos, podemos crear un gemelo virtual de una persona concreta, pero también de grandes grupos de personas. Eso nos ayuda a comprender mejor a los pacientes y a saber cómo tratarlos de la mejor manera.
Pero también entendemos, en nuestro enfoque de gemelos virtuales y lo que llamamos ‘universos 3D’, que no se trata solo de entender al paciente ni de cómo tratarlo, sino también de entender cómo es su vida diaria.
¿Esto es lo que se muestra en The Cube, en el CES de Las Vegas?
Sí. La primera historia que contamos es cómo entendemos que un paciente tiene Alzheimer de inicio temprano y cómo lo tratamos mejor, en términos de diagnóstico y tratamiento farmacológico.
La siguiente parte de la historia es cómo las personas que cuidan a pacientes con Alzheimer pueden diseñar un mejor espacio de vida para su ser querido. Así que no solo podemos crear un gemelo virtual del paciente, sino también un gemelo virtual de su entorno, para que los cuidadores puedan asegurarse de que, por ejemplo, es menos probable que se caigan al bajar las escaleras o que les resulte más fácil moverse por su casa.
Y así podemos permitir que las personas entiendan cómo es la vida de uno de sus seres queridos que vive con Alzheimer. Trabajamos con bastantes empresas de sensores inteligentes que utilizan nuestro software para diseñar sus soluciones. Por ejemplo, la cámara Ring, la que la gente tiene en la puerta de su casa, fue diseñada con nuestro software. Hay muchas compañías que están desarrollando aplicaciones y productos que ayudan a monitorizar a personas con demencia en casa para asegurarse de que están seguras. Por ejemplo, asegurarse de que la cocina está apagada, incluso cuando no vives con esa persona, o asegurarse de que las luces están encendidas cuando se levantan y deambulan en mitad de la noche.
Entendemos al paciente, entendemos cómo tratarlo y entendemos su entorno a través de este enfoque de gemelo virtual.
Y el último ejemplo es cómo descubrimos nuevos tratamientos para personas con demencia y otras enfermedades neurodegenerativas. Podemos usar los datos que tenemos sobre los cerebros de los pacientes y hemos trabajado con Stanford y con varios hospitales para crear un modelo que muestre cómo se propagan en el cerebro con el tiempo y cómo se puede intervenir para diseñar nuevos tratamientos y nuevos fármacos.
Trabajamos mucho con compañías farmacéuticas que intentan entender cómo interactuar e intervenir creando un gemelo del cerebro y entendiendo cómo funciona un fármaco.
¿Cómo se ha construido técnicamente The Cube?
The Cube es una estructura situada en el exterior de nuestro stand. En el exterior, las cuatro paredes cuentan distintas partes de la historia, como cómo señales dispersas de los pacientes pueden transformarse en una mejor comprensión de la enfermedad y su tratamiento o cómo podemos analizar no solo a individuos, sino a poblaciones enteras.
En el interior del cubo, la experiencia es completamente inmersiva. Las cuatro paredes, el techo y el suelo están rodeados de pantallas LED. Dentro hay pantallas táctiles que permiten a los visitantes navegar por distintas historias relacionadas con el gemelo virtual del cerebro humano.
La experiencia permite hacer zoom en el cerebro y entenderlo como la próxima frontera, después de haber trabajado ya en otras partes del cuerpo humano como el sistema cardiovascular, la ortopedia o los pulmones.
¿Qué diferencia a The Cube de otras experiencias inmersivas?
Lo que lo hace diferente es que no es solo una experiencia visual inmersiva. Es interactiva y está basada en historias. A los visitantes se les plantean preguntas como «¿qué harías a continuación?» y pueden elegir entre distintas opciones, que les llevan a la siguiente parte de la historia.
Está diseñada para ayudar a entender procesos reales de toma de decisiones desde el punto de vista de los médicos, los cuidadores y los investigadores, utilizando gemelos virtuales científicamente precisos y no solo visuales abstractos.
¿Qué aporta el hecho de entrar ‘literalmente’ en un gemelo virtual del cerebro?
Entrar en el cubo permite estar completamente rodeado por los datos y las historias. Hace posible navegar por el cerebro y comprender procesos complejos de una forma que no sería posible con pantallas o presentaciones tradicionales.
Ayuda a experimentar cómo es entender una enfermedad desde dentro, ya sea desde la perspectiva de un médico que diagnostica a un paciente, un cuidador que adapta un hogar o un investigador que desarrolla un tratamiento.
¿Pueden proyectos como este avanzar la cura o prevención de enfermedades neurodegenerativas?
Lo realmente interesante de esto es que, en pacientes con enfermedades neurodegenerativas, lleva muchísimo tiempo que la enfermedad se manifieste de forma visible. Si tratas a alguien en un ensayo clínico, pueden pasar diez años antes de que veas el efecto del tratamiento.
Pero con nuestra capacidad de simulación, lo que podemos hacer es adelantar el tiempo y entender, en un periodo más corto y comprimido en el software, cómo va a ayudar ese tratamiento a pacientes que experimentan la enfermedad durante un largo periodo de tiempo.
Este trabajo surgió inicialmente de trabajos con soldados que habían sufrido lesiones cerebrales traumáticas, que tienen desafíos similares a los pacientes con demencia. Proviene de trabajos que hicimos con Stanford y con el Departamento de Defensa para entender cómo tratar a soldados que regresaban del combate con lesiones.
Por eso consideramos que el trabajo que estamos haciendo con el gemelo virtual del ser humano, y específicamente del cerebro, es tan importante. Se trata de cómo tratamos al individuo, cómo entendemos mejor a la población, cómo hacemos que su hogar sea seguro y cómodo para que los cuidadores no tengan que preocuparse, y cómo encontramos la próxima generación de tratamientos.
¿En qué especialidades médicas veremos un impacto más inmediato del gemelo virtual?
Ya estamos viendo un impacto importante en áreas como la cirugía cardiovascular pediátrica, la epilepsia, la oncología, las enfermedades cardiovasculares y otros casos complejos en los que la planificación y la simulación pueden mejorar significativamente los resultados.
Son especialidades en las que la precisión es crítica y donde los gemelos virtuales pueden reducir procedimientos invasivos y aumentar las tasas de éxito.
¿Cómo garantizáis que este ecosistema no comprometerá la privacidad del paciente?
La privacidad del paciente es algo que nos tomamos muy en serio. Llevamos más de 20 años gestionando ensayos clínicos, con más de 35.000 ensayos y datos de unos 11 millones de pacientes y voluntarios sanos.
Garantizamos el cumplimiento de normativas como HIPAA y el RGPD.
Tenemos mucha experiencia trabajando con compañías farmacéuticas y de tecnología médica en cómo encontrar pacientes para incluirlos en ensayos clínicos y en cómo esos pacientes dan su consentimiento para participar. El proceso de consentimiento es una parte muy importante.
Como parte de ese proceso, contamos con un comité asesor de pacientes, formado por personas que participan en ensayos clínicos de distintas enfermedades, que nos dicen que quieren encontrar ensayos clínicos de forma más eficaz para tratar su enfermedad y, en muchos casos, también quieren ayudar a la siguiente persona que se va a poner enferma.
En muchos casos quieren compartir lo que se aprende sobre ellos en el ensayo, pero quieren asegurarse de que su privacidad está protegida y de que no les perjudicará más adelante en el trabajo, en los seguros o en la atención sanitaria.
Tenemos técnicas para anonimizar a los pacientes y, al mismo tiempo, hacer que esos datos sigan siendo útiles para la investigación.
¿Qué barreras tecnológicas o regulatorias existen para que esto llegue al sistema sanitario a escala?
Las barreras no son tecnológicas. En los hospitales que lo han implantado, lo que hacen es unir a cirujanos e ingenieros biomédicos en el mismo equipo.
Por ejemplo, en el Hospital Infantil de Boston trabajan con algunos de los casos más complejos del mundo. Hace diez años tardaban tres semanas en crear estos modelos; ahora tardan solo unos días.
Otras barreras son socioeconómicas y culturales, el «siempre lo hemos hecho así».
También existen barreras económicas y de reembolso. Por ejemplo, en el Hospital Infantil de Boston lograron crear un código médico que permite que la creación del gemelo virtual sea reembolsada por las aseguradoras. Demostrar mejores resultados y menos reintervenciones ha sido clave para superar esta barrera. Además, para el paciente es menos invasivo, menos estresante. Por ejemplo, en epilepsia, una cirugía que normalmente dura dos horas puede reducirse a 20 minutos gracias al gemelo virtual.
¿Cómo se mapea el cerebro para crear ese gemelo?
Utilizamos nuestro software. Se combinan distintos tipos de imágenes de resonancia magnética, tractografía y atlas cerebrales. También se colocan sensores en el cráneo para detectar la actividad cerebral. Al combinar todos esos datos, el cirujano puede ver exactamente dónde está la lesión y dónde intervenir.
Ha sido mucho trabajo durante más de una década para crear el gemelo virtual humano y ahora se utiliza ampliamente en biotecnología, farmacéuticas y tecnología médica, y cada vez más en el entorno sanitario.
¿Crees que será normal que todos tengamos un ‘Virtual You’ en nuestro móvil o en nuestro reloj?
En cierto modo, esto ya está ocurriendo hoy, aunque no necesariamente todo en un teléfono móvil. Por ejemplo, tecnologías como Apple Vision Pro ya se utilizan para ayudar a entender cómo es vivir con una enfermedad neurodegenerativa.
También se utiliza en epilepsia. Muchos pacientes responden bien a fármacos, pero un 30 % no lo hace. En esos casos, el tratamiento es similar a un marcapasos, pero para el cerebro. Saber dónde colocar el electrodo es fundamental. Hay hospitales que utilizan el gemelo virtual del cerebro para entender dónde está la lesión y dónde colocar exactamente la sonda que devolverá el cerebro a un estado normal.