Programas informáticos para perfeccionar los análisis relacionados con la enfermedad de Alzhéimer

Para interpretar una imagen digital como una ecografía o un TAC, el ojo humano utiliza únicamente su capacidad visual para completar información insuficiente o borrosa que aparece en la imagen. En cambio, cuando una imagen se procesa con un programa informático, el ordenador solo ve un conjunto de píxeles sin ninguna estructura.

Un equipo de investigadores del Departamento de Matemáticas y Computación de la Universidad de la Rioja (UR) está cerca de lograr la certificación para un diseño de un programa de ordenador para interpretar con mayor eficacia imágenes biomédicas. El objetivo de su trabajo es usar la informática en neurofisiología, en análisis relacionados con la enfermedad del alzhéimer.

Estos programas tienen que aplicar técnicas complicadas para intentar emular lo que el ojo humano ve y el cerebro interpreta. Por eso es necesario comprobar después con los expertos que los resultados obtenidos por el ordenador son coherentes con sus expectativas.

El avance en el que trabaja el equipo español permitiría asegurar que los resultados que se obtienen informáticamente son correctos. Actualmente el campo de la biomedicina es un ámbito en el que interesa especialmente que los resultados sean correctos.

La corrección de un programa se asegura aplicando lo que se denominan métodos formales de la ingeniería del software. Los investigadores de la UR plantean la corrección de un programa concreto como un enunciado de un teorema matemático. Así, cuando demuestran el teorema logran asegurar la corrección.

Aunque el proyecto está actualmente en fase de desarrollo, los expertos ya han conseguido tener una versión certificada (con corrección asegurada) de un programa de procesamiento de imágenes digitales aunque todavía no es lo suficientemente eficaz como para aplicarlo a imágenes biomédicas. En cambio, han logrado programas que procesan datos reales, pero cuya certificación continúa siendo objeto de investigación.

Eficacia o fiabilidad

En la batalla entre reducir el tiempo de procesamiento y asegurar que el programa está libre de errores al 100%, los programas rápidos son mucho más complejos pero es más fácil introducir errores en ellos. Por lo tanto, los investigadores de la UR trabajan con dos versiones de los programas: una en producción, eficaz, y otra de laboratorio, más lenta, pero con corrección asegurada al 100%; luego comparan los resultados de ambas para mejorar la confianza en la versión rápida. Hasta el momento no han aparecido discrepancias.

El grupo de investigación está integrado por Julio Rubio, Jónathan Heras y María Poza, por parte de la Universidad de La Rioja; mientras que por parte del Centro de Investigación Biomédica de La Rioja (CIBIR) participan Miguel Morales –coordinador–, Gadea Mata y Germán Cuesto.

Un avance de este estudio fue premiado recientemente con la Perla AICA a la mejor aplicación industrial del Álgebra Computacional, entregado durante la Jornada sobre Aplicaciones Industriales del Álgebra Computacional (AICA 2011) celebrada en la Universidad de Granada. Los resultados también se han presentado en el Congreso Álgebra Computacional en Topología Algebraica y sus Aplicaciones en Houston (EE UU).

La Unidad de Plasticidad Sináptica Estructural, dirigida por el doctor Miguel Morales, mostró su interés en la automatización del proceso de estudio de imágenes biomédicas, de las neuronas en este caso, que hasta ahora se hacía de forma manual.