Ogroman napredak moderne medicine omogućuje nam da pacijentima pružimo poboljšanu kvalitetu života čak i za vrijeme teških bolesti. Na primjer, sintetski opijati mogu se koristiti za kontrolu jake boli uzrokovane rakom. Međutim, točna doza još uvijek predstavlja izazov. Lijekovi protiv bolova, poput fentanila, moraju se davati precizno kako bi bili učinkoviti, a da se ne naštete pacijentima s ponekad po život opasnim nuspojavama. 

Trenutno se takva sredstva protiv bolova daju kroz kožu pomoću flastera, među ostalim metodama - nježne metode koja pomaže pacijentima da se vrate u svoj svakodnevni život. Međutim, odgovarajuće doziranje može se utvrditi samo metodom pokušaja i pogrešaka. Reakcije na premalo ili predoziranje vide se samo retrospektivno, kada je lijek već odavno napustio flaster.

Personalizirana medicina

No, stvari se mijenjaju. Kako bi odredili ispravnu dozu lijeka i održali je konstantnom za svakog pojedinog pacijenta, istraživači Empe u suradnji sa Sveučilištem u Bernu koriste multifizičko modeliranje za razvoj digitalnog blizanca ljudskog tijela koji omogućuje kontrolu i predviđanje tijeka terapije.

U matematičkim modelima, na kojima se temelji složeni digitalni blizanac, istraživači su uzeli u obzir razne varijable stvarnih ljudi, poput dobi i načina života. To je zato što na učinak lijeka utječe mnoštvo fizičkih parametara koji se mogu uvelike razlikovati od osobe do osobe. 

Kad stvaraju avatar, u obzir tako uzimaju podatke o tome kako se lijek metabolizira u tijelu tijekom liječenja i koliko ga u konačnici dolazi do centra za bol u mozgu.

Suradnja čovjeka i avatara

Kako bi osigurao da doza nije samo sigurna, nego i učinkovita, in silico blizanac također može dobiti fiziološke i psihološke povratne informacije od stvarnih pacijenata. Na primjer, ljudi pružaju informacije o tome da li i u kojoj mjeri i dalje osjećaju bol. Ovdje je posebno zanimljivo trajanje razdoblja bez bolova. A budući da nije svaki dan dobar dan, a život je pun nepredvidivih događaja, djelotvorna percepcija boli pogođenih također varira mnogo više nego što bi to mogao posjetiti liječnički posjet svaki drugi tjedan. 

Pomoću ovih povratnih informacija od ljudi avatar može dinamički prilagoditi terapiju pa čak i predvidjeti njen tok. U budućnosti će senzori u stvarnom vremenu mjeriti i druge fiziološke parametre, poput otkucaja srca ili brzine disanja, i o tome izvještavati avatar.

Optimalni režim liječenja

Do sada je stvoreno nekoliko stotina personaliziranih avatara, a pojedinačne terapije testirane su u suradnji s Kantonalnom bolnicom St. Gallen. Dosad se pokazalo kako se optimalni režim liječenja za žene i muškarce, kao i za mlađe i starije ljude, značajno razlikuje.

Terapija boli pomoću transdermalnih flastera ipak je samo početak liječenja uz pomoć avatara. U suradnji s klinikama i bolnicama, istraživači Empe već su usmjerili pažnju na druge terapije poput primjene inzulina za dijabetes pomoću digitalnih blizanaca.