Una nova spin-off de la Universitat de València (UV) i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) portarà al mercat un dispositiu d’imatge biomèdica per al guiat de la biòpsia de càncer en temps real. La tecnologia utilitzada —titularitat industrial de totes dues institucions públiques— proporciona de manera combinada imatges metabòliques i morfològiques que permeten una caracterització molt més precisa dels tumors. El sistema facilita, a més, la personalització tant del diagnòstic com del tractament dels i les pacients de càncer.

La patent que la UV i el CSIC han llicenciat a l’empresa HYBRID IMAGING SYSTEMS S.L. (HYBRIMS) es refereix a un nou dispositiu mèdic que permet, per primera vegada en temps real, seleccionar durant la biòpsia de càncer les parts més actives i agressives dels tumors.

La tecnologia en què es basa aquest equipament aborda el diagnòstic del càncer a partir de la combinació, en un únic dispositiu i en directe, d’imatges clíniques fins ara només disponibles per separat i de manera seqüencial. El nou sistema combina eficaçment imatges gamma i d’ultrasò, aportant informació metabòlica i morfològica del tumor o el gangli sentinella en una imatge híbrida, visualitzant les seues zones més actives o agressives i permetent el guiat de la biòpsia de càncer en temps real. Tot això aporta als equips mèdics un coneixement més profund del tumor i redueix els costos generals del tractament.

“Mitjançant aquest avançament en la imatge biomèdica fem un pas endavant cap a la medicina de precisió, ja que el sistema permet un tractament oncològic precís i personalitzat”, comenta Luis Caballero, investigador científic de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC, centre mixt UV-CSIC) i promotor principal de l’empresa. “A més de millorar el diagnòstic i el pronòstic de la pacient o el pacient de càncer, aquesta nova tecnologia suposarà una reducció del nombre de falsos positius i negatius, la qual cosa contribuirà a reduir l’estrés i l’ansietat de les persones afectades”, afig l’investigador. El nou dispositiu serà mòbil, compacte, lleuger i, per tant, altament operatiu.

Constituïda com a Societat de Responsabilitat Limitada (SL), HYBRID IMAGING SYSTEMS S.L. ha sigut reconeguda aquest dimarts 7 de maig com a spin-off de la Universitat de València i del CSIC. Totes dues institucions participen, al costat dels promotors, en el capital social de la nova spin-off.

Investigació col·laborativa en spin-offs mixtes

La Universitat de València compta en l’actualitat amb 23 spin-offs actives, principalment en els camps de les Ciències de la Vida i de les Enginyeries i la Tecnologia. Des de 2005, el nombre d’empreses reconegudes per la institució no ha deixat de créixer i ampliar els seus camps d’actuació, en línia amb la seua condició d’universitat generalista.

Així, empreses derivades de la investigació en Ciències Socials i Humanitats, o empreses en els camps de la Indústria Química, la Instrumentació Òptica o la Instrumentació Física, per a aplicacions en sectors com la biotecnologia, la biomedicina o l’electrònica, entre altres– se sumen ja al catàleg de spin-offs de la Universitat de València; un catàleg que, des de començaments d’aquest 2024, deixa traslluir un model d’investigació cada vegada més col·laboratiu, amb la consegüent generació de patents institucionals conjuntes.

HIBRIMS és la segona spin-off mixta que la UV reconeix enguany i la primera al costat del CSIC.

La finalidad del programa COMTE-Innovación es apoyar la valorización de proyectos tecnológicos y del conocimiento generados por el personal investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Para ello, este desarrollo y su promotor disfrutarán de una mentorización intensiva de 24 meses, que incluye un programa de acompañamiento, aceleración, asesoramiento jurídico y ayuda en la búsqueda de financiación. El objetivo final de esta mentorización es desarrollar una propuesta de valor y una estrategia de negocio idónea.

En el proceso de selección la tecnología impulsada por Luis Caballero ha competido con otros avances de áreas tan diversas como las Matemáticas, Físicas y Tecnologías Físicas; Ciencias de la Naturaleza y Recursos Naturales; Biología Celular y Molecular; y Ciencia y Tecnología de Materiales.

La comisión evaluadora, constituida por representantes de SECOT, F. Iniciativas y la propia FGCSIC, ha valorado prioritariamente aspectos como el grado de madurez del activo o tecnología de la que parte el proyecto, el concepto de negocio, la oportunidad de mercado, la disponibilidad y necesidad de recursos, así como las fortalezas, debilidades y motivaciones del equipo implicado.

Després de més de tres anys de treballs d’actualització, millores i manteniment, els feixos han estat circulant pel complex d’acceleradors del CERN des d’abril, amb el LHC i els seus injectors posats en marxa per a nous feixos de major intensitat i energia. Ara, el LHC està llest per a funcionar amb feixos estables, condició que permet als experiments encendre tots els seus subsistemes i començar a prendre les dades que s’utilitzaran per a l’anàlisi d’aquest nou període física. El LHC funcionarà les 24 hores del dia durant 4 anys aproximadament, a l’energia rècord de 13,6 bilions de electronvolts (TeV).

El Run 3 ha multiplicat molt significativament la capacitat d’acumulació de dades en comparació amb el Run 1, que va donar lloc al descobriment del Bosó de Higgs, la qual cosa suposa un canvi molt important i obri el camí a nous descobriments.

Els quatre grans experiments del LHC han dut a terme importants actualitzacions dels seus sistemes de lectura i selecció de dades, amb nous mecanismes de detecció i d’infraestructures informàtiques. Els detectors ATLAS i CMS esperen registrar més col·lisions durant el Run 3 que en els dos cicles de física anteriors junts. L’experiment LHCb s’ha renovat per complet i espera multiplicar per 10 la seua taxa de recollida de dades, mentre que ALICE aspira a multiplicar per 50 el nombre de col·lisions registrades.

Amb l’augment de les dades que es recolliran i l’augment de l’energia de les col·lisions, el Run 3 pretén ampliar encara més el ja divers programa de física del LHC: els científics de les diverses col·laboracions investigaran la naturalesa del bosó de Higgs amb una precisió sense precedents. Podran observar processos abans inaccessibles, i augmentarà la seua capacitat per a realitzar mesures més precises de processos ja coneguts que aborden qüestions fonamentals, com ara l’origen de l’asimetria matèria-antimatèria en l’univers. A més, s’espera que el personal investigador puga estudiar les propietats de la matèria en condicions extremes de temperatura i densitat. La comunitat científica també buscarà candidats a la matèria fosca i altres fenòmens nous, mitjançant cerques directes o indirectes, en aquest últim cas mesurant amb major precisió les propietats de les partícules ja conegudes.

Els experiments més xicotets del LHC –TOTEM, LHCf, MoEDAL amb el seu nou subdetector MAPP– i els recentment instal·lats FASER i SND@LHC també estan preparats per a explorar fenòmens dins i fora del Model Estàndard, des dels monopols magnètics, fins als neutrins i els raigs còsmics.

La participació del IFIC en el Run 3

Més d’una vintena de grups de recerca espanyols participen en projectes científics internacionals que treballen amb les dades recollides durant les col·lisions que succeeixen a l’interior del LHC. Concretament, l’IFIC porta temps posant a punt els detectors per a l’inici de la presa de dades i realitzant les millores d’alguns d’ells per completar les actualitzacions programades des de 2019 en els experiments d’ATLAS, LHCb i MoEDAL.

El grup ATLAS de l’IFIC centra el seu treball en l’estudi del bosó de Higgs o del quark més pesat (el quark top) a la cerca de física no prevista en el Model Estàndard, tant de manera directa com buscant xicotetes desviacions en processos coneguts. Carmen García, representant de l’IFIC en la Col·laboració ATLAS, comenta: “Estem ansiosos per començar aquesta nova etapa del LHC i veure què ens ofereix tant la nova energia com la major quantitat de dades que esperem acumular. Tenim un programa de treball molt extens que inclou, per exemple, entendre si el mecanisme de Higgs és també responsable de donar massa a partícules més lleugeres com els muons”.

El grup LHCb de l’IFIC basa la seua investigació en estudis de polarització, tant en processos rars amb fotons com en altres més abundants d’hadrons pesats, sensibles a noves teories i aspectes poc compresos de la interacció forta. El grup també està implicat en propostes per a estendre les cerques de partícules de llarga vida mitjana predites per noves teories, entre altres. “El nou detector LHCb, amb totes les seues millores i especialment el seu nou sistema de trigger altament flexible, permetrà dilucidar les anomalies observades i ampliar el programa de física del LHCb. Els pròxims anys seran excitants i de molta faena”, explica Fernando Martínez, investigador del LHCb a l’IFIC.

Per la seua banda, MoEDAL, coordinat per Vasiliki Mitsou des de l’IFIC, té com a objectiu la cerca de partícules molt exòtiques, monopols magnètics i partícules massives (SMPs).
L’ampli i prometedor programa científic previst per a aquesta nova temporada de física en el LHC manté a la comunitat espanyola expectant i entusiasmada. “Portem temps preparant-nos per a aquest nou i il·lusionant desafiament. El Run 3 proporcionarà una major sensibilitat a fenòmens encara no explorats, ens permetrà investigar amb més detall el camp de Higgs i esperem que aclarisca les anomalies observades en algunes desintegracions rares de quarks pesants”, explica Antonio Pich, director del Centre Nacional de Física de Partícules, Astropartícules i Nuclear (CPAN) i investigador de l’IFIC. I conclou: “Comencem un altre apassionant període d’experimentació que ens pot oferir grans sorpreses”.

Retransmissió en directe de l’inici del Run 3

El començament del Run 3 es retransmetrà en directe pel següent enllaç i a través dels canals i xarxes socials del CERN, a partir de les 16.00 hores (CEST). Els comentaris en directe en cinc idiomes (anglés, francés, alemany, italià i espanyol), realitzats des del Centre de Control del CERN, guiaran als espectadors a través de les diferents etapes d’operació de l’accelerador, des que els feixos són injectats en el LHC fins que aquests col·lideixen en els quatre punts d’interacció on es troben els detectors. La retransmissió en directe conclourà amb una sessió de preguntes i respostes amb experts de la comunitat del CERN.

Enllaços d’interés:

Més informació del Run 3: https://home.cern/press/2022/run-3

Enllaç a la retransmissió en espanyol (YouTube):

https://www.youtube.com/watch?v=nm-awsljmxc

El Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) participa en ANTARES y en su sucesor, KM3NeT, una gran infraestructura científica para dilucidar misterios del Universo, el origen de los rayos cósmicos y la materia oscura.

Esta semana tiene lugar la instalación de nuevas líneas de detección del telescopio de neutrinos KM3NeT. Se trata de una gran infraestructura que se ubica en las profundidades del mar Mediterráneo y que permitirá dilucidar el origen de los rayos cósmicos, así como entender mejor la naturaleza del neutrino o arrojar luz sobre el misterio de la materia oscura en el centro de la Vía Láctea y en el Sol. El Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), ha contribuido al desarrollo, diseño y puesta en marcha de este gran experimento y de su antecesor, ANTARES.

El telescopio KM3NeT, que ocupa un kilómetro cúbico del mar Mediterráneo entre Francia e Italia a una profundidad entre 2.500 y 3.500 metros, sucederá definitivamente a ANTARES. Este telescopio de neutrinos fue desconectado hace unos meses tras 16 años de funcionamiento, aunque sus datos aún están siendo analizados. El desmantelamiento de sus líneas de detectores ya se ha producido, siendo reemplazadas por las nuevas más optimizadas de KM3NeT.

KM3NeT está formado por dos detectores. ARCA, con dos bloques de 115 líneas de detectores, 20 de ellas ya en funcionamiento, está dedicado a la astronomía de neutrinos. Y ORCA, un solo bloque de 115 líneas de detectores que, con la instalación de 5 nuevas líneas esta semana, alcanza ya 15 operativas. ORCA cuenta con mayor densidad de fotomultiplicadores, lo que sirve para detectar mejor los neutrinos atmosféricos y estudiar una de las propiedades más sorprendentes de esta misteriosa partícula: el cambio (oscilación) entre sus distintos tipos al atravesar la Tierra. La siguiente campaña para desplegar más líneas de detección en ORCA está prevista para este otoño. ORCA se completará en 2026 y ARCA en 2028, según las previsiones.

Los neutrinos son partículas elementales muy abundantes en el Universo, pero muy escurridizas y difíciles de detectar. En la astronomía de neutrinos se detectan los que se producen en los fenómenos más violentos y energéticos del universo, cuyo estudio serviría para intentar dilucidar cuestiones aún por resolver como el origen de los rayos cósmicos o de la materia oscura.

Los telescopios de neutrinos tienen la particularidad de ubicarse a grandes profundidades (a 2-3 km de la superficie) y de poseer una infraestructura característica en la que se distribuyen sensores ópticos en líneas verticales conformando un bosque de fotomultiplicadores que observa en la oscuridad grandes volúmenes de agua o de hielo. En el caso de los detectores submarinos, este diseño hace que tanto su construcción como su desmantelamiento gire en torno al reto de desplegar o retirar líneas distribuidas a lo largo de grandes áreas abisales.

Participación del IFIC

El grupo VEGA (Valencia Experimental Group of Astroparticles) del IFIC ha tomado parte en el desarrollo de ANTARES y del actual KM3NeT desde sus comienzos. Participa tanto en la integración y construcción como en el mantenimiento y análisis de datos en el seno de sendas colaboraciones internacionales. “En los próximos años, KM3NeT será el buque insignia de la comunidad astronómica europea de neutrinos y ofrecerá excelentes oportunidades científicas que los grupos españoles están dispuestos a aprovechar”, comenta Juan José Hernández Rey, anterior portavoz de ANTARES y fundador del grupo VEGA del IFIC. “ANTARES ha sido un éxito indiscutible gracias al tesón de un grupo de científicos e ingenieros extraordinario, pero lo más interesante está por venir, como se verá muy pronto”, afirma Juande Zornoza, actual líder del grupo VEGA.

ANTARES 

Durante todos estos años, ANTARES ha producido gran cantidad de datos que han dado lugar a los resultados científicos más completos sobre la búsqueda de WIMPs, una de las partículas candidatas más populares a formar la materia oscura. También está confirmando el flujo de neutrinos cósmicos visto por IceCube, así como dilucidando su procedencia, entre otros resultados destacados.

En el grupo VEGA del IFIC continúan realizando análisis que buscan fuentes puntuales de neutrinos cósmicos en coincidencia con otros mensajeros astrofísicos, así como búsquedas de materia oscura en el centro de la Vía Láctea y en el Sol. Además, el grupo ha contribuido al desarrollo del hardware, al diseño del detector y testeo de sus elementos, a su construcción, a la calibración temporal y al estudio de las propiedades ópticas del entorno del detector. Varios coordinadores de grupos de trabajo de la colaboración ANTARES son miembros de VEGA en el IFIC: Paco Salesa (astronomía), Rebecca Gozzini (materia oscura) y Agustín Sánchez (calibración).

La semana pasada, la Comisión Europea ha aprobado la incorporación a su Red Europea de Centros de Innovación Digital de la candidatura InnDIH de la Comunitat Valenciana. La valoración de la Comisión Europea ha sido de «excelente» con un 14,5 sobre 15 en la puntuación obtenida.

La propuesta, coordinada por ITI y promovida por la Agència Valenciana de Innovació (AVI), constituye la mayor colaboración público-privada de la Comunitat Valenciana en el ámbito de la digitalización, ya que cuenta con el respaldo de 48 entidades, entre universidades, centros tecnológicos y de investigación y la CEV. Entre estas entidades se incluye el IFIC, centro mixto de la Universidad de Valencia (UV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que ha puesto a disposición de la colaboración su centro de computación avanzada Artemisa y las capacidades ligadas a su laboratorio de electrónica y su laboratorio de radiofrecuencia de alto gradiente.

La suma de los integrantes de InnDIH ofrece un conjunto de infraestructuras y capacidades muy potente, con más de 100 demostradores e infraestructuras de experimentación (espacios de datos, laboratorios, demostradores…), más del 50% de ellos de Tecnologías Digitales.

InnDIH contará con un presupuesto cercano a los seis millones de euros en los próximos tres años que empleará para tratar de consolidar a todo el ecosistema de agentes en la Comunitat Valenciana, con el objetivo de favorecer la digitalización de las pymes y de la administración pública.

Además, supone un acceso a la Red de DIH a nivel europeo. Por lo que permitirá el establecimiento de acuerdos con otros DIH que complementan las capacidades presentes en la Comunitat Valenciana para poder responder a todas las necesidades y retos de la región.

la cual proporciona un nivel muy elevado de calidad y seguridad de los sistemas de información ante posibles ciberataques. Ante el aumento de ciberataques, las instituciones trabajan activamente en el refuerzo de sus sistemas de seguridad. Los ciberataques son cada vez más sofisticados y las pérdidas financieras como consecuencia de la ciberdelincuencia se han multiplicado año tras año.

Se hace necesario convertir las redes en espacios seguros para que proyectos relacionados con entornos regulados puedan computarse en Artemisa. Estos entornos, relacionados con sectores críticos, como pueden ser la vigilancia espacial, el sector energético, nuclear y, muy especialmente, el sector médico, donde además la privacidad es un aspecto relevante, son los mayores alicientes para esta certificación. Es por esto, que la certificación ha contado con el apoyo de la Unidad Científica de Innovación Industrial (UCIE) del IFIC.

Esta certificación acredita que Artemisa dispone de un Sistema de Gestión de Seguridad de la Información que asegure los procesos de aprendizaje automático e inteligencia artificial del IFIC, protegiendo la información que gestiona la organización ante fugas de datos y ciberamenazas, garantizando la resiliencia adecuada para afrontar con éxito posibles contingencias o desastres que se puedan producir.

“La ISO27001 es un paso muy importante para garantizar a los usuarios de la infraestructura Artemisa que su información y sus datos están bien protegidos”, indica José Enrique García, vicedirector del IFIC y responsable de Artemisa.

Este avance en materia de Seguridad de la Información supone la alineación del IFIC con la gestión de la Seguridad de la Información de la Universitat de València, una de las pocas universidades en España, certificadas en el Esquema Nacional de Seguridad (ENS). En la actualidad, la mayor parte de la información que gestionan las organizaciones se encuentra disponible de forma electrónica, a través del uso de las nuevas tecnologías. Con el objetivo de ofrecer seguridad al tratamiento de esa información surge la norma ISO 27001.

La ISO 27001 es una norma internacional que abarca, de una manera integral, la gestión de la seguridad de la información, desde hardware, redes y software hasta infraestructuras y cualificación de los empleados de la organización. Es el estándar más utilizado a la hora de comprobar que una organización cuenta con los controles para gestionar adecuadamente la confidencialidad, integridad y disponibilidad de la información.

Esta certificación supone para el IFIC, la oportunidad de demostrar que la información de los usuarios se gestiona eficazmente y con el más alto nivel de seguridad.  Este avance ha sido posible gracias a la labor desempeñada por el grupo de trabajo de informática coordinado por Francisco Albiol, investigador del IFIC. Según explica Albiol, “la obtención de la ISO27001 es fruto de un considerable esfuerzo de los servicios informáticos del IFIC y requerirá continuidad en el tiempo”.

Artemisa

Artemisa es una Instalación de Computación de Alto Rendimiento orientada a la investigación en Aprendizaje Automático e Inteligencia Artificial asistida por coprocesadores GPUs. Utiliza CPUs y GPUs de última generación para que los proyectos de computación puedan desarrollar y ejecutar sus algoritmos más avanzados.

De forma periódica abre sus convocatorias donde se puede solicitar el uso de la infraestructura para trabajos de investigación que requieran cálculos en inteligencia artificial y aprendizaje automático por parte de todos los grupos de investigación de las universidades públicas y organismos públicos de investigación de España.

Artemisa cuenta, en la actualidad, con 23 servidores que alojan sendos procesadores NVIDIA GPU Volta V100, 11 servidores con una GPU NVIDIA Ampere A100 y un servidor con 8 GPUs del mismo modelo. Los servidores están especialmente aptos para realizar cálculos en inteligencia artificial. Además de estos servidores, que han de utilizarse en modo batch, hay disponibles dos interfaces donde los usuarios pueden ensayar previamente sus programas. Artemisa cuenta adicionalmente con un sistema de almacenamiento y de CPUs de última generación.

La Secretaria Autonómica de Eficiencia y Tecnología Sanitaria, Concha Andrés, ha visitado las instalaciones del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) y el Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (i3M, CSIC-UPV) para conocer el estado de los desarrollos de la primera fase de IMAS.

El personal investigador de ambos centros ha presentado los resultados obtenidos de los demostradores que integran nuevas tecnologías en la detección de los fotones. Al final de la primera fase del proyecto IMAS se seleccionará la tecnología con la que se construirá un prototipo de cuerpo completo de más de 70 centímetros. El IFIC participa en la investigación del xenón líquido y colabora con el i3M en la utilización de cristales de LYSO.

Los investigadores Juan José Gómez Cadenas y Paola Ferrario del IFIC, han presentado la tecnología del xenón líquido, resaltando las ventajas de ese medio centelleador, como la rapidez de la emisión de los fotones de centelleo y la posibilidad de detectar de forma combinada la luz de centelleo y la carga de ionización. De esta manera, se puede obtener una resolución de energía mucho mejor que los detectores convencionales y un tiempo de vuelo excelente, lo cual mejoraría la calidad de las imágenes PET. También se ha podido visitar el laboratorio donde se encuentra un primer prototipo de detector con xenón líquido, construido para probar esta nueva tecnología.

A la reunión también ha acudido, Gabriela Llosá, responsable del grupo IRIS del IFIC, que investiga métodos para mejorar la selección de eventos y aumentar al máximo la eficiencia del sistema. En la primera fase los algoritmos están orientados a la tecnología de cristales, pero son aplicables a ambas tecnologías. El análisis incluye el uso de redes neuronales y permitirá utilizar eventos en que los fotones sufren varias interacciones en el material sensible del escáner, que generalmente son rechazados, evitando esa pérdida eficiencia.

Pruebas simultáneas en distintas partes del cuerpo

La solución desarrollada será susceptible de ser utilizada en el futuro tanto por la Conselleria como por el resto de los sistemas de salud españoles e internacionales. El objetivo es poder alcanzar una solución innovadora dirigida específicamente a los retos y necesidades del sector sanitario que, en este caso, buscan mejorar el proceso de diagnóstico y valoración de respuesta a los tratamientos de enfermedades que implican realización de pruebas simultáneas en distintas partes del cuerpo.

En palabras de la Secretaria Autonómica: “este proyecto supondrá un hito para la comunidad científica y médica, no solo de la Comunitat Valenciana, sino para todas las Consejerías de Sanidad.”

Según Concha Andrés, “el proyecto IMAS permitirá mejorar la detección de las lesiones de menor tamaño, reducir el tiempo de exploración y realizar estudios dinámicos de manera simultánea de distintas partes del cuerpo, con la importancia que tiene en el caso de pacientes pediátricos u oncológicos. En definitiva, se conseguirá una mejora en el diagnóstico y en la calidad asistencial”, ha concluido.

La visita ha contado con la participación de las empresas que conforman la UTE Phoenix y partners del proyecto entre los que se encuentran Full Body Insight (FBI), Oncovision, Quibim y General Electric Healthcare, así como con la consultora Ayming que presta apoyo como Oficina Técnica del proyecto.

Salto cualitativo en la sensibilidad de los escáneres PET

El proyecto IMAS pretende dar un salto cualitativo en la sensibilidad de los escáneres para tomografía por emisión de positrones (PET), una tecnología que utiliza la imagen para detectar patologías a través de una sustancia radiactiva y que permite mostrar el funcionamiento de los órganos y tejidos. El proyecto aumentará de manera significativa la extensión axial del escáner, permitiendo la reducción de la dosis de radiación y del tiempo de exploración de pacientes que necesitan de la realización de pruebas de diagnóstico PET. IMAS obtendrá imágenes dinámicas de todo el cuerpo desde el momento de la inyección del radiofármaco, consiguiendo información de órganos distantes de forma simultánea. Dada su gran cobertura y sensibilidad se proporcionarían imágenes mucho más nítidas y resolutivas con una dosis menor.

Durante la primera fase del proyecto, planificada hasta mediados del 2022, competirán distintas tecnologías y, una de ellas, será la elegida para la construcción del escáner de cuerpo completo.

Asimismo, se ha realizado una planificación de la integración del elemento detector básico para cada una de las tecnologías, viendo el proceso que se va a seguir para su composición y cómo se va a construir el demostrador o prototipo a pequeña escala de 15 cm para cada una de las técnicas en competición y, por último, se ha estudiado el sistema de acoplamiento del material sensible con el fotodetector, la electrónica de lectura y procesado de la señal, así como la des-cripción del circuito de coincidencias.

En los hitos posteriores se procederá a la evaluación de los escáneres construidos, que se someterán a los procedimientos de testeo, permitiendo decidir sobre la tecnología que debe guiar el avance hacia el prototipo final que se pretende obtener.

El Proyecto IMAS como nexo de colaboración público-privada

El proyecto de Compra Pública Precomercial IMAS cuenta con un presupuesto total de 7.5 millones de euros dentro Línea de Fomento de Innovación desde la Demanda para la Compra Pública de Innovación (Línea FID-CPI) del Ministerio de Ciencia e Innovación, y está cofinanciado al 50% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y tienen una duración hasta el 30 de junio de 2023.

En las últimas décadas, los avances astronómicos han sido gracias al resultado de nuevos instrumentos que han permitido realizar observaciones en toda la banda electromagnética, desde la astronomía radio hasta el espectro de luz visible y los rayos gamma de alta energía.  El reciente descubrimiento de las ondas gravitacionales y la realización de experimentos con neutrinos a muy gran escala prometen ampliar de nuevo la astronomía, utilizando mensajeros más allá de la radiación electromagnética.  Este es un hecho comparable al descubrimiento de las lunas de Júpiter por parte de Galileo, quien utilizando un primitivo telescopio obtuvo un gran descubrimiento, que supuso el nacimiento de la astronomía moderna.

Durante la conferencia titulada: “The Birth of Multimessenger Astronomy”, Barry Barish, expondrá la situación actual en la que se encuentra este novedoso campo de estudio, y profundizará en el porqué se presenta como promesa de la astronomía.

Se denomina astronomía multimensajero al conjunto de observaciones múltiples que se realiza con información de distintas fuentes, por ejemplo, ondas electromagnéticas y gravitacionales. Tener información de distintos tipos permite complementar las detecciones, para así tener una imagen más detallada del objeto o fenómeno que se está observando. La radiación electromagnética, las ondas gravitacionales, los neutrinos y los rayos cósmicos son distintos conjuntos de emisiones que pueden provenir de una misma fuente astrofísica, pero que pueden analizarse de forma separada.

Cada tipo de radiación nos permite profundizar en el conocimiento del fenómeno observado, proporcionando así distintas perspectivas que facilitarán más información para poder comprenderlo desde una óptica múltiple. Hasta hace unos años las ondas gravitacionales solo eran predichas por la teoría y observadas de forma indirecta. Pero en 2015 la colaboración científica LIGO pudo detectar señales de una colisión entre dos agujeros negros en su interferómetro. Desde entonces, se han observado decenas de colisiones de agujeros negros y estrellas de neutrones. En algunos casos se ha podido relacionar la señal en ondas gravitacionales con señales electromagnéticas del mismo evento. Estos hallazgos marcan el inicio de la astronomía multimensajero, que promete revolucionar el conocimiento de los fenómenos astrofísicos más extremos.

Barry C. Barish (Omaha, EEUU, 1936) es un físico estadounidense y profesor emérito del Instituto de Tecnología de California (Caltech). Estudió Física en la Universidad de California en Berkeley, donde también se doctoró en física experimental de altas energías a principios de los años 60. En 1963 llegó a Caltech, donde ha transcurrido toda su carrera científica. En su vertiente experimental, desarrolló el primer experimento con un haz de neutrinos de alta energía en Fermilab, el principal laboratorio de física de partículas de Estados Unidos. En los 90 formó parte de uno de los experimentos del Súper Colisionador Superconductor (SSC), un gran acelerador de partículas que iba a construirse en Texas y que finalmente fue cancelado, aunque parte del equipo pasó a trabajar en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

En 1994 Barish se convirtió en el investigador principal de LIGO. Consiguió la financiación para la construcción de las dos sedes del observatorio (Livingston y Hanford) y, como director a partir de 1997, creó la colaboración científica LIGO, donde participan más de 1000 científicos y técnicos de 18 países, entre ellos España. De 2006 a 2013 lideró el proyecto para diseñar el Colisionador Lineal Internacional (ILC), un nuevo acelerador de partículas de precisión para profundizar en los descubrimientos del LHC como el bosón de Higgs. Fue en este ámbito que surgió la colaboración activa con el Instituto de Física Corpuscular.

En febrero de 2016, la colaboración LIGO anunció oficialmente la primera detección de ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros. Barish fue premiado junto a Rainer Weiss y Kip Thorne, otros de los impulsores de LIGO, con el Nobel de Física de 2017 “por sus contribuciones decisivas al detector LIGO y la observación de las ondas gravitacionales”. Los tres compartieron el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica de ese año con la colaboración LIGO.

La conferencia ofrecida por Barry Barish tendrá lugar en el Auditorio Marie Curie del Parc Científic de la Universitat de València, el próximo 30 de mayo las 11:30h. El evento está abierto al público general hasta completar aforo.

En aquesta convocatòria podran sol·licitar l’ús de la infraestructura tots els grups d’investigació de les universitats públiques i organismes públics d’investigació espanyols.

Artemisa compta actualment amb 23 servidors que allotgen sengles processadors NVIDIA GPU Volta V100, 11 servidors una GPU NVIDIA Ampere A100 i un servidor amb 8 GPUs del mateix model. Aquests servidors son especialment aptes per a realitzar càlculs en intel·ligència artificial. A més d’aquests servidors, que han d’utilitzar-se en manera “batch”, hi ha disponibles dues interfaces on els usuaris poden assajar prèviament els seus programes. Artemisa compta addicionalment amb un sistema d’emmagatzematge i de CPUs d’última generació.

Els grups que desitgen utilitzar Artemisa hauran de sol·licitar-ho en el seu lloc web:

https://artemisa.ific.uv.es/

seguint els passos que allí s’indiquen.

Les sol·licituds seran avaluades per un comité que tindrà en compte l’interés científic de les propostes, l’historial del grup proponent, l’adequació dels càlculs a l’ús dels recursos d’Artemisa, en particular la utilització de la intel·ligència artificial i les disponibilitats de la infraestructura. Addicionalment, es podrà tindre en compte el seu impacte social, molt especialment si els objectius del projecte estan recollits en la matriu de prioritats de la RIS3 de la Comunitat Valenciana.

Artemisa està cofinançada per la Unió Europea i la Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esport de la Generalitat Valenciana a través del projecte IDIFEDER/2018/048 del Programa Operatiu FEDER 2014-2020 de la Comunitat Valenciana.

Durante la visita la ministra se ha reunido con el equipo de dirección del IFIC formado por Nuria Rius y los tres vicedirectores, Berta Rubio, Michel Sorel y José Enrique García; María Vicenta Mestre, rectora de la Universitat de Valéncia, Rosa Donat, vicerrectora de Innovación y Transferencia y Juan José Borrás, director del Parque Científico; Juan Fuster, Delegado Institucional del CSIC en la Comunitat Valenciana. Ha participado también en la reunión Gabriela Llosá, investigadora del IFIC especialista en el campo de la física médica, Pilar Hernández investigadora del IFIC y gestora del Plan Nacional y Concepción Oliver, investigadora del CIEMAT.

Morant ha tenido ocasión de recorrer algunos de los laboratorios del centro de investigación. Entre ellos, el proyecto ERC Consolidator HYMNS, el proyecto de desarrollo tecnológico para la construcción de un inyector de Carbono 6+ para hadronterapia: INITIAL-LINAC6+ y el proyecto VALID. Todos están orientados a la mejora de la tecnología de la terapia hadrónica frente al cáncer, uno de los mayores retos a los que se enfrenta la sociedad actual.

HYMNS-ERC

En primer lugar, durante su estancia la ministra ha visitado el laboratorio del proyecto HYMNS-ERC, liderado por César Domingo, investigador del IFIC. Este grupo trabaja en el desarrollo de una tecnología que permita recrear y medir en el laboratorio las reacciones nucleares que ocurren dentro de las estrellas, las mismas que originan los elementos químicos en el universo. Recientemente y por primera vez, estos desarrollos tecnológicos han podido ser adaptados y aplicados al campo de la hadronterapia, una terapia para tratar tumores cancerígenos, donde se emplean haces de protones de manera más eficaz y menos invasiva en comparación con las radioterapias convencionales.

Los retos a los que se enfrenta el grupo de investigación son la monitorización de la profundidad de la penetración de la dosis del tratamiento y, por otro lado, la monitorización también de la dosis secundaria recibida –no deseada- en el paciente.

Para afrontar el primer reto, el grupo de investigación del IFIC ha adaptado el multidetector i-TED, inicialmente desarrollado para experimentos de astrofísica nuclear, al campo de la salud y la imagen médica. Consiguiendo así que la técnica de la hadronterapia sea más efectiva y especialmente útil en el tratamiento de tumores próximos a órganos vitales. Una precisión aún mayor permitiría incluso extender este tipo de técnicas a otro tipo de enfermedades no oncológicas, como por ejemplo arritmias ventriculares u otras patologías cardíacas.

En segundo lugar, el equipo ha desarrollado y patentado el dispositivo GNVISION, que permite monitorizar y visualizar la dosis secundaria recibida ofreciendo mayor seguridad en el resultado de la aplicación del tratamiento.

INITIAL-LINAC6+

Durante la estancia en el IFIC, Juan Fuster, que además de delegado del CSIC de la Comunidad Valenciana, es investigador del IFIC, ha presentado junto a Concepción Oliver del CIEMAT, el proyecto INITIAL-LINAC6+, cuyo objetivo es el desarrollo tecnológico para la construcción de un inyector de Carbono 6+ para hadronterapia.

Esta nueva tecnología representa la futura generación de aceleradores de partículas, concretamente iones de carbono, para uso clínico que optimiza la dosificación de la radioterapia en pacientes oncológicos. Este avance también supone una mejora frente al uso de terapia convencional tanto de rayos X como también de protones debido a su mayor eficacia radiobiológica. Además, permite una distribución de dosis focalizada sobre los tejidos afectados permitiendo una mayor eficacia en su aplicación y menor daño en zonas sanas.

El principal desafío para este grupo de investigación formado por personal del IFIC y del CIEMAT, con la colaboración de industrias y organismos internacionales (CERN), es conseguir un proceso de innovación que simplifique la instrumentación de los equipos. Actualmente son escasos a nivel mundial, de grandes dimensiones y muy costosos y el objetivo es que sean más compactos, más sencillos y más baratos. Además, deben posibilitar la reconversión de los espacios hospitalarios actualmente dedicados a radioterapia convencional y así habilitarlos para hadronterapia.

El mercado de aceleradores mueve más de 10.000 millones de euros anuales tanto en aceleradores comerciales, hospitalarios o en instalaciones científicas. La comunidad de empresas y centros tecnológicos con experiencia contrastada en estas tecnologías es muy escasa y de hecho bastante restringida a nivel mundial. Esta iniciativa representa una oportunidad única para poderse sumar a este reducido club de la mano de centros y empresas competentes en el tema. Todo ello con la seguridad de que los aceleradores de iones son una realidad en el corto y medio plazo en la lucha contra el cáncer y por ello están en las agendas de los países más avanzados del mundo.

VALID

La Ministra ha tenido ocasión de conocer cómo trabaja el grupo de investigación IRIS del IFIC, coordinado por la investigadora Gabriela Llosá Llácer. Este equipo ha desarrollado un sistema específico para la monitorización de la terapia hadrónica mediante un detector de rayos gamma tipo cámara Compton.

El sistema está pensado para el control de los tratamientos con este tipo de terapia, que se aplica cuando es ventajosa frente a las técnicas convencionales. Por ejemplo, podría aplicarse en aquellos tumores que requieren de altas dosis de radiación para su control y se encuentran cerca de órganos de riesgo, o en tumores pediátricos, dada la sensibilidad de los órganos que están todavía en desarrollo, ya que de este modo reciben menos radiación.

Tras los exitosos resultados iniciales, se está desarrollando un prototipo viable clínicamente y se está validando en condiciones cercanas a las reales. El proyecto VALID, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, permitirá realizar pruebas en el centro de protonterapia Quironsalud de Madrid y evaluar su uso también en otros ámbitos de imagen médica. Con ello se pretende despertar el interés de la tecnología en las empresas para su transferencia y comercialización.

Actualmente, en el campo del desarrollo de técnicas de monitorización de la hadronterapia, las cámaras Compton se presentan como una prometedora alternativa para esta aplicación gracias a la capacidad y calidad de obtención de imágenes, porque tienen un diseño compacto y mayor facilidad para integrarse en la sala de tratamiento que otras tecnologías.