Portugal - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde desenvolve Inteligência Artificial que aprende a comunicar com neurónios

O projeto NeuroSAFE vai ser financiado com cerca de 100 mil euros no âmbito do Concurso de Projetos Exploratórios 2025 do Programa CMU Portugal

O investigador Paulo Aguiar, do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (i3S) da Universidade do Porto, vai liderar um novo projeto financiado em cerca de 100 mil euros pelo Concurso de Projetos Exploratórios 2025 do Programa CMU Portugal. O projeto intitulado NeuroSAFE foi um dos sete selecionados para financiamento pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) no âmbito desta iniciativa de colaboração internacional com a Carnegie Mellon University (CMU).

“O projeto NeuroSAFE pretende desenvolver novos métodos de inteligência artificial (IA) para controlar a atividade de neurónios, de forma segura e adaptativa”, explica o líder do grupo de investigação Neuroengineering and Computational Neuroscience do i3S. A ideia é criar algoritmos que observam continuamente a atividade dos neurónios, tomam decisões sobre quando e como estimulá-los e ajustam essas decisões com base na resposta obtida. Este processo acontece em tempo real, funcionando de forma semelhante a um sistema que aprende com a experiência e melhora gradualmente o seu desempenho.

Esta abordagem poderá contribuir para o desenvolvimento de futuras gerações de sistemas de estimulação cerebral profunda, utilizados, por exemplo, no tratamento da doença de Parkinson e de outras perturbações neurológicas.

“Como estes algoritmos não podem ser desenvolvidos diretamente com pacientes, a equipa recorrerá a plataformas brain-on-chip”, acrescenta Paulo Aguiar. Estas plataformas funcionam como pequenos laboratórios onde neurónios vivos são cultivados e ligados a sensores capazes de registar e estimular a sua atividade elétrica. Isto permite aos investigadores treinar os algoritmos em condições controladas e seguras.

O projeto resulta de uma colaboração entre o i3S e o Department of Electrical and Computer Engineering (ECE) da Carnegie Mellon University, sendo coordenado por Paulo Aguiar em Portugal e por Yorie Nakahira na instituição norte-americana. Para o investigador do i3S, este financiamento representa também uma oportunidade para reforçar a cooperação científica internacional e lançar bases para futuros desenvolvimentos na área das neurotecnologias. “

Este financiamento é particularmente importante porque permite estreitar a colaboração entre o i3S e a CMU, gerar dados preliminares e desenvolver ferramentas computacionais que poderão contribuir para futuras neurotecnologias inteligentes e personalizadas”, sublinha Paulo Aguiar.

Os resultados provisórios dos Concursos de Projetos Exploratórios 2025 dos programas CMU Portugal e UT Austin Portugal contemplam um total de 15 projetos, correspondendo a um investimento global de quase 800 mil euros, integralmente financiado pela FCT. No caso concreto do Programa CMU Portugal, foram apoiados sete projetos na área das Tecnologias de Informação, entre 36 candidaturas submetidas.

Desde 2017, o programa já financiou 42 projetos, contribuindo para reforçar a competitividade internacional e a capacidade de inovação científica e tecnológica de Portugal. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Fundação “la Caixa” apoia investigação do i3S em doenças cerebrais e resistência a antibióticos

Projetos de investigação em Saúde estão entre os 33 selecionados no âmbito do Concurso CaixaResearch de Investigação em Saúde 2022

Desenvolver dispositivos elétricos para tratar doenças neurológicas e encontrar novas estratégias para combater as infeções bacterianas são os principais objetivos dos dois projetos liderados por investigadores do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S), que acabam de ser distinguidos no âmbito do Concurso CaixaResearch de Investigação em Saúde 2022, promovido pela Fundação “la Caixa”, em parceria com a Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT).

Estes dois projetos do i3S estão entre os 33 projetos biomédicos e de saúde, considerados de excelência – 13 dos quais liderados por instituições e investigadores portugueses – que vão receber mais de 23 milhões de euros nos próximos três anos.

Das mais de 500 candidaturas ibéricas apresentadas foram selecionados cinco projetos na área das doenças cardiovasculares e metabólicas, onze no campo das doenças infeciosas, nove de neurociências e oito em oncologia.

Aos investigadores portugueses foi atribuído um total de 8,8 milhões de euros. Cerca de um milhão será aplicado no projeto liderado por Paulo Aguiar, denominado «Estratégias de neuromodulação inovadoras para o tratamento de doenças cerebrais (NeuroSpark)», que resulta de um consórcio com a Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e o Consejo Superior de Investigaciones Científicas-CSIC, em Espanha. Já o projeto «Uma nova estratégia para combater a resistência antimicrobiana», liderado por João Morais Cabral, será financiado com 500 mil euros.

Uma nova estratégia para tratar doenças neurológicas

O projeto do investigador Paulo Aguiar baseia-se no conhecimento de que as funções cerebrais estão intimamente relacionadas com a atividade elétrica dos neurónios e em estratégias recentes que passam pela estimulação elétrica dos neurónios para tratar certas doenças neurológicas, como a Doença de Parkinson.

“Apesar do enorme potencial da neuromodulação como estratégia terapêutica, há ainda desafios importantes nos dispositivos atuais. A forma como conectamos eletrónica com neurónios e os mecanismos de controlo, são dois destes problemas”, sublinha o investigador.

Com o NeuroSpark, adianta Paulo Aguiar, “vamos desenvolver e validar a primeira estratégia de neuromodulação baseada em nanocomponentes eletrónicos capazes de imitar as sinapses neuronais (eletrónica neuromórfica). O objetivo é que este dispositivo proporcione um controlo adaptativo em tempo real da atividade neuronal, ou seja, que atue apenas quando é necessário, quando existe uma atividade anómala, e não de forma contínua”.

A eficácia destes dispositivos será avaliada, inicialmente, em modelos de epilepsia.

Combater a resistência antimicrobiana

O projeto liderado por João Morais Cabral surge devido ao aumento da resistência aos antibióticos utilizados para tratar as infeções bacterianas.

Este problema é atualmente uma das principais ameaças à saúde mundial, pelo que o investigador pretende centrar-se na procura e na caracterização de processos biológicos fundamentais das bactérias com o intuito de encontrar novas estratégias para combater as infeções, em particular, ”procurando maneiras de aumentar a sensibilidade bacteriana aos antibióticos existentes”.

Concretamente, explica João Morais Cabral, “vamos estudar certas proteínas bacterianas, determinar as suas propriedades e confirmar se podem constituir alvos antibacterianos viáveis para continuarem a ser investigados com o objetivo de desenvolver futuras aplicações clínicas”.

Sobre o CaixaResearch de Investigação em Saúde

O Concurso CaixaResearch apoia iniciativas de investigação de base, clínica e translacional de excelência e com forte impacto no que se refere aos desafios de saúde na área das doenças cardiovasculares, infeciosas e oncológicas, e das neurociências, para além de projetos que deem lugar a tecnologias facilitadoras nessas áreas.

A edição deste ano – a quinta – distinguiu um número recorde de 13 projetos portugueses provenientes de centros de investigação e universidades de várias regiões: sete da Área Metropolitana de Lisboa, três da Região Norte (Porto e Braga), dois da Região Centro (Coimbra) e um do Algarve.

No total, foram apresentadas 546 candidaturas, sujeitas à avaliação de comissões de especialistas internacionais constituídas para cada edição.

Desde o início do Programa em 2018, a Fundação ”la Caixa” já destinou 94,8 milhões de euros a 138 projetos de investigação inovadores e de grande impacto social, 95 liderados por equipas espanholas e 43 por grupos de investigação portugueses, sendo o único Concurso de apoio à investigação em saúde que abrange Espanha e Portugal.

Próxima edição já em 2023

A Fundação ”la Caixa” já anunciou uma nova edição do Concurso CaixaResearch de Investigação em Saúde, cujo resultado será divulgado em 2023, e convida os investigadores interessados a apresentarem candidaturas.

O apoio financeiro concedido às instituições selecionadas é de dois tipos: até 500 mil euros em três anos para projetos apresentados por uma única organização de investigação e até um milhão de euros em três anos para projetos apresentados por consórcios de duas a cinco organizações de investigação. Luísa Melo – Portugal i3S