Bioinformatics Department

Με αφορμή τη διεθνή πρωτοβουλία Brain Awareness Week 2026, η Δρ Μαργαρίτα Ζαχαρίου, Associate Scientist στο Τμήμα Βιοπληροφορικής του ΙΝΓΚ και κύρια ερευνήτρια του ευρωπαϊκού έργου META-BRAIN στην Κύπρο, παραχώρησε συνέντευξη στην εφημερίδα «Χαραυγή» και μίλησε για το πρόγραμμα. 

Πώς θα περιγράφατε με απλά λόγια το META-BRAIN σε κάποιον που δεν έχει επιστημονικό υπόβαθρο; Ποιος είναι ο βασικός του στόχος και τι το κάνει να ξεχωρίζει από τις υπάρχουσες προσεγγίσεις στη μελέτη ή θεραπεία του εγκεφάλου;

Το META-BRAIN είναι ένα καινοτόμο ευρωπαϊκό ερευνητικό έργο που στοχεύει στην ανάπτυξη ασφαλών, ελάχιστα επεμβατικών μεθόδων για τη θεραπευτική ρύθμιση της λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Το έργο χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, (Horizon Europe) στο πλαίσιο του προγράμματος EIC Pathfinder, με σχεδόν 3,5 εκατομμύρια ευρώ και συντονίζεται από το ερευνητικό ινστιτούτο IDIBAPS στην Ισπανία, με τη συμμετοχή 8 οργανισμών από 5 χώρες, ανάμεσά τους και το ΙΝΓΚ.

Το META-BRAIN αποτελεί μία από τις πιο πρωτοποριακές παγκόσμιες προσπάθειες για θεραπευτική παρέμβαση σε νευρολογικές παθήσεις, αξιοποιώντας μαγνητοηλεκτρικές νανοτεχνολογίες και υπερήχους. Σε αντίθεση με τις υφιστάμενες μεθόδους, που συχνά βασίζονται σε φαρμακευτική αγωγή ή επεμβατικές τεχνικές όπως εμφυτεύματα, το META- BRAIN αναπτύσσει έναν στοχευμένο, ελάχιστα επεμβατικό τρόπο ρύθμισης της εγκεφαλικής δραστηριότητας με ακρίβεια, ανοίγοντας νέους δρόμους για την αντιμετώπιση νευρολογικών διαταραχών.

Ποιος είναι ο ρόλος του ΙΝΓΚ στο έργο και πώς συμβάλλει συγκεκριμένα η δική σας ερευνητική ομάδα;

Το Ινστιτούτο Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου συμμετέχει στο META-BRAIN ως ο μόνος εταίρος από την Κύπρο. Η συμβολή μας στο έργο γίνεται μέσω του Τμήματος Βιοπληροφορικής, στο οποίο ανήκω και εγώ, με μια ερευνητική ομάδα που ειδικεύεται στη μελέτη της λειτουργίας του εγκεφάλου με τη βοήθεια υπολογιστικών μεθόδων.

Συγκεκριμένα, αναπτύσσουμε μαθηματικά και υπολογιστικά μοντέλα που προσομοιώνουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου. Αυτά τα μοντέλα μάς βοηθούν να κατανοήσουμε πώς επηρεάζεται η εγκεφαλική δραστηριότητα από τις νέες τεχνολογίες του έργου, όπως οι μαγνητοηλεκτρικές νανοτεχνολογίες και οι υπέρηχοι, και να προβλέψουμε τις πιθανές επιδράσεις τους.

Σε βάθος χρόνου, ποιοι ασθενείς θα μπορούσαν να επωφεληθούν από αυτή την έρευνα και πόσο κοντά βρισκόμαστε στην ανάπτυξη εφαρμόσιμων θεραπειών;

Παθολογικές αλλοιώσεις της νευρολογικής λειτουργίας, όπως οι διαταραχές συνείδησης, το εγκεφαλικό επεισόδιο, η επιληψία, η κατάθλιψη, η νόσος του Πάρκινσον ή ο τραυματισμός του εγκεφάλου, συνδέονται συχνά με μεταβολές στους ρυθμούς και τα μοτίβα δραστηριότητας του εγκεφάλου. Οι νευροψυχιατρικές αυτές παθήσεις επηρεάζουν περίπου 180 εκατομμύρια ανθρώπους κάθε χρόνο στην Ευρωπαϊκή Ένωση, και ο αριθμός αυτός αυξάνεται σταθερά.

Στο μέλλον, οι ελάχιστα επεμβατικές τεχνολογίες που μελετά το META-BRAIN ενδέχεται να προσφέρουν νέες, εξατομικευμένες θεραπείες χωρίς φάρμακα ή χειρουργικές παρεμβάσεις.

Η εφαρμογή τους σε ασθενείς αποτελεί ρεαλιστικό στόχο για τα επόμενα χρόνια, εφόσον ολοκληρωθούν με επιτυχία τα προκαταρκτικά στάδια, ώστε στη συνέχεια να μπορέσουν να διερευνηθούν σε κλινικές δοκιμές.

Τι εικόνα υπάρχει για την έκταση των νευρολογικών και νευροψυχιατρικών παθήσεων στην Κύπρο και σε ποιο βαθμό θα μπορούσαν οι ασθενείς να ωφεληθούν από τέτοιες καινοτόμες προσεγγίσεις;

Δεν διαθέτουμε αναλυτικά στατιστικά στοιχεία από την Κύπρο, αλλά γνωρίζοντας τον επιπολασμό αυτών των ασθενειών στην Ευρωπαϊκή Ένωση, είναι πιθανό ότι χιλιάδες Κύπριοι πάσχουν από νευρολογικές και νευροψυχιατρικές διαταραχές, και πολλοί από αυτούς λαμβάνουν φροντίδα στο Ινστιτούτο Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου, το οποίο αποτελεί κέντρο αναφοράς για τέτοιες παθήσεις στη χώρα μας και στην ευρύτερη περιοχή.

Το META-BRAIN στοχεύει να προσφέρει ελπίδα σε ένα σημαντικό ποσοστό αυτών των ανθρώπων, μέσα από ασφαλέστερες, μη φαρμακευτικές και ελάχιστα επεμβατικές προσεγγίσεις θεραπείας, που μπορεί στο μέλλον να αποτελέσουν μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση για δύσκολες ή χρόνιες περιπτώσεις.

Σε ποια φάση βρίσκεται σήμερα το έργο META-BRAIN και ποια είναι τα βασικά ερευνητικά βήματα που ακολουθούν;

Τα επόμενα στάδια περιλαμβάνουν τη διερεύνηση περαιτέρω μαγνητοηλεκτρικών νανοσωματιδίων με διαφορετική σύσταση και τη χρήση υπερήχων in vitro, in vivo και in silico (δηλαδή σε υπολογιστικά μοντέλα), με στόχο την επίτευξη μη επεμβατικού και ακριβούς ελέγχου της εγκεφαλικής δραστηριότητας. Βρισκόμαστε ακόμη σε πρώιμο στάδιο, καθώς πρόκειται για νανοτεχνολογίες με συγκεκριμένες συμπεριφορές σε νανοκλίμακα, οι οποίες δεν είναι πάντα προβλέψιμες σε μακροκλίμακα. Για τον λόγο αυτό, τα μοντέλα είναι κρίσιμα, προκειμένου να κατανοήσουμε, να προβλέψουμε και να ποσοτικοποιήσουμε τα παρατηρούμενα αποτελέσματα. 

Σε επίπεδο έρευνας, με ποιον τρόπο συμβάλλει το META-BRAIN στην εξέλιξη της νευροεπιστήμης; Τι νέο φέρνει αυτή η διεπιστημονική προσέγγιση;

Η κοινοπραξία του META-BRAIN συντονίζει μια διεπιστημονική προσπάθεια που ενώνει την αιχμή της τεχνολογίας με την κλινική και ερευνητική εμπειρία. Μέσα από τη συνεργασία πανεπιστημίων, ερευνητικών κέντρων και εξειδικευμένων εταιρειών το έργο φιλοδοξεί να φέρει μια πραγματική τομή στην κατανόηση και ελάχιστα επεμβατική ρύθμιση της εγκεφαλικής λειτουργίας.

Το META-BRAIN είναι κατεξοχήν διεπιστημονικό και εισάγει μια εντελώς νέα προσέγγιση, συνδυάζοντας τη νανοτεχνολογία, τη νανο- και μικροηλεκτρονική, τα προηγμένα υλικά, τη νευροεπιστήμη, τη κλινική νευρολογία και την υπολογιστική μοντελοποίηση. Αυτή η σύγκλιση επιστημών και τεχνολογιών δεν υπόσχεται μόνο καινοτόμες θεραπευτικέςεφαρμογές, αλλά και δυνατότητες για ενίσχυση των αισθήσεων μέσω διεπαφών με τον εγκέφαλο.

Η δοκιμή της προτεινόμενης ιδέας προϋποθέτει την ειδική κατασκευή των απαραίτητων τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένου ολόκληρου του συστήματος καθώς και των σχετικών υλικών και λογισμικών εξαρτημάτων. Για την επίτευξη αυτού του στόχου, το META-BRAIN βασίζεται στην εξειδίκευση κλινικών εταίρων και εξειδικευμένων εταιρειών στην παραγωγή διεπαφών εγκεφάλου. 

Η μη επεμβατική παρέμβαση στον εγκέφαλο εγείρει σημαντικά επιστημονικά αλλά και ηθικά ζητήματα. Ποιες είναι οι μεγαλύτερες προκλήσεις και πώς τις αντιμετωπίζετε στο META-BRAIN;

Οι ηθικές πτυχές που περιβάλλουν τη μη επεμβατική διέγερση του εγκεφάλου δεν περιορίζονται στις τεχνολογίες που αναπτύσσονται στο πλαίσιο του META-BRAIN, αλλά αποτελούν μέρος μιας ευρύτερης συζήτησης γύρω από τη νευροτεχνολογία, η οποία περιλαμβάνει επιστημονικές, ιατρικές, πολιτικές, ρυθμιστικές και οικονομικές διαστάσεις. Στο πλαίσιο του META-BRAIN, ο κύριος στόχος είναι η παραγωγή αξιόπιστων επιστημονικών αποδείξεων που να τεκμηριώνουν ότι οι τεχνολογίες και οι συσκευές που αναπτύσσονται έχουν μετρήσιμα αποτελέσματα με δυνητική θεραπευτική αξία για τους ασθενείς. Παράλληλα, το έργο δεσμεύεται να διασφαλίσει ότι οι λύσεις αυτές είναι ασφαλείς, βιοσυμβατές, επεκτάσιμες και πλήρως εναρμονισμένες με τα διεθνή ηθικά πρότυπα και τις κανονιστικές απαιτήσεις.

Το ΙΝΓΚ συμμετέχει στο META-BRAIN μέσω του προγράμματος “Hop-On” της ΕΕ. Πώς θα περιγράφατε σήμερα το επίπεδο της ερευνητικής δραστηριότητας στην Κύπρο και ποιος μπορεί να είναι ο ρόλος των κυπριακών φορέων σε διεθνή έργα στο μέλλον;

Για να επιλεγούν μέσω του μηχανισμού «Hop-On», οι νέοι εταίροι πρέπει να αποδείξουν την αριστεία και την προστιθέμενη αξία τους, διασφαλίζοντας τη συνάφεια και τη συμπληρωματικότητά τους με το υφιστάμενο έργο.

Επομένως, η ένταξη του ΙΝΓΚ στο META- BRAIN αποτελεί ισχυρή αναγνώριση της επιστημονικής ποιότητας που υπάρχει στην Κύπρο.Το ΙΝΓΚ είναι ήδη κέντρο αριστείας και λειτουργεί ως γέφυρα μεταξύ βασικής έρευνας και κλινικής πράξης. Τέτοιες συμμετοχές ενισχύουν τη θέση της χώρας μας σε διεθνή έργα και αποδεικνύουν ότι η Κύπρος μπορεί να έχει καθοριστικό ρόλο στην επιστήμη του μέλλοντος.

Τι σηματοδοτεί για εσάς, σε προσωπικό αλλά και επιστημονικό επίπεδο, η συμμετοχή στο META-BRAIN;

Η συμμετοχή στο META-BRAIN αποτελεί μια στρατηγική ευκαιρία αλλά και μια βαθιά προσωπική πρόκληση. Είναι μια μοναδική δυνατότητα να συμβάλουμε ενεργά στην ανάπτυξη επιστημονικών εργαλείων που μπορούν να οδηγήσουν σε πιο ακριβείς και εξατομικευμένες θεραπείες για ασθενείς με νευρολογικές παθήσεις.

Ταυτόχρονα, αποτελεί μεγάλη τιμή να συμμετέχουμε σε μια διεθνή προσπάθεια που αποσκοπεί στην καλύτερη κατανόηση και προστασία του εγκεφάλου. Το έργο αυτό μάς δίνει επίσης την ευκαιρία να συνεργαστούμε με κορυφαίους ερευνητές από εξέχοντα ιδρύματα στην Ισπανία (IDIBAPS, Hospital Clínic de Barcelona, CIBER – Centro de Investigación Biomédica en Red και Zabala Innovation), στην Ιταλία (Consiglio Nazionale delle Ricerche και τα ερευνητικά του ινστιτούτα Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell’Informazione e delle Telecomunicazioni και Istituto per la Microelettronica e Microsistemi), στην Αυστρία (G.Tec Medical Engineering) και στην Ελβετία (ETH Zurich), καθώς και να μεταφέρουμε γνώση στη χώρα μας και να εκπαιδεύσουμε μια νέα γενιά ερευνητών σε έναν εξαιρετικά απαιτητικό και καινοτόμο τομέα της υπολογιστικής νευροεπιστήμης, ενισχύοντας την ερευνητική παρουσία της Κύπρου σε διεθνές επίπεδο.

Πώς ορίζετε την επιτυχία για το META-BRAIN, τόσο σε επιστημονικό όσο και σε πρακτικό επίπεδο;

Η επιτυχία θα σημαίνει την επίτευξη βαθύτερης κατανόησης της συμπεριφοράς των μαγνητοηλεκτρικών νανοσωματιδίων για ακριβή διέγερση του εγκεφάλου. Οι τεχνολογίες αυτές βρίσκονται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, και είναι κρίσιμο να διερευνηθούν διεξοδικά τόσο οι δυνατότητές τους όσο και οι πιθανοί περιορισμοί τους για χρήση σε ανθρώπους. Η μεγαλύτερη επιτυχία μας θα ήταν να προωθήσουμε αυτές τις τεχνολογίες σε σημείο που να μπορούν να εφαρμοστούν πρακτικά, προσφέροντας αποτελεσματικές λύσεις σε άτομα που σήμερα δεν διαθέτουν βιώσιμες θεραπείες. Από επιστημονική σκοπιά, εάν φτάσουμε στο στάδιο όπου μπορούμε να επηρεάσουμε την εγκεφαλική δραστηριότητα με ακρίβεια και ασφάλεια χωρίς φυσική επαφή, θα έχουμε επιτύχει ένα σπουδαίο ορόσημο με μακροπρόθεσμες επιπτώσεις για το μέλλον.

Το έργο META-BRAIN έχει λάβει χρηματοδότηση από το πρόγραμμα-πλαίσιο για την Έρευνα και Καινοτομία, 'Ορίζοντας- Ευρώπη' της Ευρωπαϊκής Ένωσης στο πλαίσιο της Συμφωνίας Επιχορήγησης Αρ. 101130650. Περισσότερες πληροφορίες για το έργο META-BRAIN στο https://meta-brain.eu/.