Forskningsprojekt skal kurere epilepsi med kunstig intelligens

Med en bevilling fra den prestigefyldte FET-Proactive-pulje under EU’s Forsknings- og Innovationsprogram Horizon 2020 på 8 mio. euro eller ca. 60 mio. danske kr. er forskere fra Institut for Ingeniørvidenskab på Aarhus Universitetet gået sammen med en 11 andre europæiske organisationer om at finde en kur mod epilepsi.

Forskningsprojektet introducerer et paradigmeskifte i behandlingen af hjernesygdomme, for målet er at indsætte en såkaldt biohybrid neuro-elektrisk enhed i selve hjernen, som ved hjælp af både en biologisk og kunstig del skal regenerere ødelagt hjernevæv ved hjælp af kunstig intelligens.

Det er potentielt banebrydende, forklarer lektor Farshad Moradi, som er ekspert i nanoelektronik:

”Vi er i gang med at bygge en hjernelignende computerchip i mikroskala, som ved hjælp af kunstig intelligens skal kunne træne hjernen i, hvordan den skal opføre sig i tilfælde af de fejl, der sker, når hjernens normale elektriske aktivitet forstyrres som følge af eks. epilepsi. Projektet bliver udført i tæt samarbejde med neurobiologer for at kunne undersøge og udvikle et pålideligt hjerneagtigt hardwarekredsløb, der aktiveres af enheder på nano-skala. En sådan chip vil i fremtiden muliggøre behandlingen af eventuelle ødelagte kredsløb i hjernen,” siger han.

Symbiose mellem kunstigt og biologisk

Forskningsprojektet, der går under navnet HERMES (Hybrid Enhanced Regenerative Medicine Systems), skal primært studere epilepsi; en kronisk neurologisk lidelse, som eksempelvis kan give anledning til voldsomme krampeanfald.

50 mio. mennesker lider af sygdommen verden over, hvoraf ca. 8 mio. bor i Europa. Det gør epilepsi til en af de hyppigste neurologiske sygdomme. Patienter, der får sygdommen, lever ofte med den hele resten af livet, så der er god brug for en kur. Forskerne dykker i projektet ned i frontallap-epilepsi, som er den hyppigste form for epilepsi og samtidig den mindst reaktive over for anti-epileptiske lægemidler.

Sygdommen ødelægger området i hjernen kaldet hippocampus, og det er formålet med projektet at genopbygge dette område med ved hjælp af neural biohybrid elektronik, som er baseret på en funktionel symbiose mellem en biologisk enhed og dens kunstige modpart. Forskerne vil således dyrke væv fra hippocampus i laboratoriet og forbinde det med en elektronisk anordning, som efterligner hjernens normale funktion.

Testes på epileptiske mus

Enheden bliver herefter implanteret i hjernen på (indtil videre) laboratoriemus, der lider af epilepsi. Her skal den elektriske enhed, som er udstyret med en kunstig intelligens, guide den biologiske enhed til en korrekt integration med resten af hjernen.

På den måde skal udstyret ”træne” vævet, indtil det ødelagte område er fuldt regenereret og funktionsdygtig, hvorefter den kunstige komponent lukker ned.

HERMES-projektet blev lanceret i maj 2019 og løber i fem år. Projektet partnere ud over Aarhus Universitet er: Istituto Italiano di Tecnologia (Italien), Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (Italien), Università degli Studi di Verona (Italien), Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (Spanien), Politecnico di Milano (Italien), University of Glasgow (Storbritannien), Tampere University (Finland), Fundacion Instituto de Estudios de Ciencias de la Salud de Castilla y Leon e Universidad de Salamanca (Spanien), Eurokleis S.r.l. (Italien), Radboud Universiteit (Holland), Den Institute (Belgien).

Projektet bliver koordineret af Istituto Italiano di Tecnologia.