AI-powered digital twin technology could transform how doctors understand and treat heart disease. But if the medical data used to build these virtual models overlook biological differences between women and men, the promise of truly personalised medicine may remain incomplete.

Artificial intelligence is beginning to reshape how doctors study and treat heart disease. One of the most ambitious ideas is the “digital twin”: a computer model built from a patient’s medical data that allows researchers to simulate how a disease might develop and how treatments might work.

In cardiology, these models combine medical imaging, clinical records and biological data to create a virtual version of the heart. In the future, doctors could potentially test treatment strategies on this digital model before applying them to the patient.

But an important scientific question is emerging: What if the medical data used to build these models are missing important biological differences between women and men?

As digital health technologies move closer to clinical practice, ensuring these tools reflect the full diversity of human biology is becoming increasingly important.

In our research at Aix Marseille University on patient-specific computational models of inflammatory heart disease (MYOCAR3 funded by Civis Alliance), we are beginning to see how differences in immune responses between women and men could influence how these diseases develop and how they might appear in future digital models.

The promise of digital twins in heart medicine

Digital twins are attracting growing attention across Europe as a way to advance precision medicine.

Instead of treating patients based on average responses observed in large populations, researchers hope to build personalised models that capture the unique biological characteristics of each individual. Several European initiatives are exploring this approach.

The European Virtual Human Twin Initiative (VHT), supported by the European Commission, aims to accelerate the development of digital twin technologies for healthcare. Other projects, such as SimCardioTest, focus on building patient-specific cardiovascular models to improve diagnosis and treatment planning.

These efforts bring together engineers, clinicians and data scientists to better understand complex heart diseases. But the success of these models depends heavily on one crucial factor: the quality and representativeness of the data used to build them.

When medical data fails to represent everyone

Over the past decade, researchers have increasingly recognised that biomedical research has sometimes treated male biology as the default.

A widely cited analysis published in Nature reported that male animalshistorically outnumbered females by roughly five to one in many preclinical studies.

In cardiovascular medicine, this imbalance matters.

Heart disease remains the leading cause of death worldwide, responsible for nearly 18 million deaths each year, according to the World Health Organization.

Yet heart disease does not affect women and men in exactly the same way. Symptoms, disease mechanisms and responses to treatment can differ.

Inflammatory heart disease provides a striking example. Myocarditis, an inflammation of the heart muscle, can occur after viral infections and, in rare cases, after vaccination.

Global estimates suggest that myocarditis affects around 1.8 million people each year and occurs two to four times more frequently in men than in women, particularly among young adults.

Research published in journals such as Circulation suggests that these differences may be linked to variations in immune responses, hormonal influences and cardiac tissue biology.

For scientists developing digital heart models, this raises an important question: if datasets do not fully capture these biological differences, can digital twins accurately reproduce how the disease behaves in different patients?

From sex differences to gender-sensitive medicine

These concerns are part of a broader shift in biomedical research towards what is known as sex and gender-sensitive medicine.

This emerging field recognises that both biological sex and sociocultural gender factors influence health, disease progression and responses to treatment.

Researchers are increasingly working to integrate these dimensions into medical research, clinical practice and healthcare education.

For example, the University Hospital Zurich Heart Centerhas developed consultations dedicated to gender-sensitive cardiology. Researchers analyse international datasets, identify patterns across large patient cohorts and generate new clinical data to better understand how sex and gender influence cardiovascular disease.

At the same time, European scientific collaborations are working to strengthen how sex differences are considered in research.

The European Initiative COST Action EU-SABV is the first Europe-wide effort that focuses on improving how “sex as a biological variable” is integrated into biomedical research, helping ensure studies produce findings that are both rigorous and relevant for diverse patient populations.

Together, these efforts aim to generate better data sets, the essential foundation for reliable digital health technologies.

Building better digital medicine

Digital twins represent one of the most exciting frontiers in cardiovascular medicine. In the future, these models could allow doctors to simulate disease progression, test therapies virtually and tailor treatments to individual patients.

But the promise of digital medicine ultimately depends on the data that shape these models.

If those data fail to reflect biological differences between women and men, even the most advanced algorithms may miss part of the picture.

Ensuring that digital twins reflect the full diversity of human biology will, therefore, be essential. Only then can these technologies fulfil their promise of truly personalised medicine, not for an “average” patient, but for every patient.

This article was co-written with Morgane Evin (PhD – Aix-Marseille University) Hao Gao, (PhD – University of Glasgow) and Dr Franck Thuny (Hôpital Nord, APHM in Marseille).

A weekly e-mail in English featuring expertise from scholars and researchers. It provides an introduction to the diversity of research coming out of the continent and considers some of the key issues facing European countries. Get the newsletter!

L’auteur remercie l’Alliance européenne des universités civiques pour le financement de la bourse CIVIS 3i pour l’étude de recherche MYOCAR3.

Sommes-nous vraiment libres de nos opinions, ou nos choix sont-ils façonnés à notre insu par des stratégies d’influence toujours plus sophistiquées ?

À l’heure des réseaux sociaux, des campagnes de désinformation et des algorithmes qui orientent notre attention, la question de la manipulation de l’information est devenue un enjeu central pour nos démocraties. Comment se fabriquent les croyances ? Quels sont les mécanismes qui influencent nos perceptions et nos décisions ? Et dans quelle mesure sommes-nous capables de leur résister ?

Pour répondre à ces questions, The Conversation France recevait jeudi soir l’historien David Colon, auteur de La Guerre de l’information. Au cours de cet échange modéré par Laurent Bainier, directeur de la rédaction, il est notamment revenu sur les stratégies déployées par les propagandistes des États autoritaires pour manipuler l’information. « Ce qu'ils exploitent le plus, aujourd'hui, c'est la fragilité économique des médias », souligne-t-il.

Un échange éclairant pour comprendre comment opèrent les stratégies d’influence contemporaines, mesurer leur impact réel sur nos sociétés et identifier les moyens de préserver un esprit critique dans un environnement informationnel toujours plus saturé.

Retrouvez dès maintenant le replay du webinaire ci-dessous :

La première semaine du tournoi des Internationaux de France de tennis à Roland-Garros, à Paris, a été marquée par les chaleurs caniculaires sous lesquelles joueuses et joueurs ont dû batailler sur les courts. Quels mécanismes physiologiques permettent à ces athlètes de s’adapter, jusqu’à un certain point, à des températures élevées, sachant que le tennis est un sport dans lequel le corps est mis à rude épreuve de manière spécifique ? Quelles précautions les joueuses et joueurs amateurs, qui ne disposent pas des mêmes capacités d’adaptation, doivent-ils prendre ? On fait le point.

Sous le soleil de Roland-Garros (Paris), les joueurs de tennis ne luttent pas seulement contre leur adversaire. Lorsque les températures dépassent 30 °C, pour atteindre parfois 35 °C, la chaleur devient, elle-même, un véritable défi physiologique.

À lire aussi : Joueuses de tennis : derrière les paillettes de Roland-Garros, la fragilité des carrières sportives

Cette année, lors des Internationaux de France, le Norvégien Casper Ruud a, lui-même, décrit avoir eu « l’impression d’être un zombie » lors de son premier tour face au Russe Roman Safiullin. Victime d’un important coup de chaud, il expliquait après le match avoir eu des vertiges, des difficultés à voir la balle et la sensation que son organisme n’arrivait plus à se refroidir correctement. Après avoir perdu onze jeux consécutifs et encaissé un set 6-0, celui qui fait partie des meilleurs joueurs mondiaux a finalement réussi à reprendre le contrôle du match après près de quatre heures d’effort, sous une température supérieure à 30 °C.

Au premier tour du tournoi 2026, quatre abandons ont été recensés, alors que le tournoi en compte généralement beaucoup moins. Derrière ces images spectaculaires se cache une réalité physiologique complexe : lors d’un effort intense sous forte chaleur, l’organisme lutte en permanence contre l’hyperthermie, c’est-à-dire l’augmentation excessive de la température corporelle.

Quand le corps tente d’éviter la surchauffe

L’être humain doit maintenir sa température interne autour de 37 °C afin d’assurer le bon fonctionnement de ses organes, notamment du cerveau. Or, pendant un effort physique intense, les muscles produisent énormément de chaleur. Ainsi, même dans des conditions de température dites « normales », la température corporelle augmente lors d’un effort intense et peut atteindre de 38,5 à 39 °C chez des sportifs entraînés.

Mais lorsque la température extérieure augmente fortement, évacuer cette chaleur devient beaucoup plus difficile. Dans un sport comme le tennis, le problème est accentué par l’exposition directe au soleil, la chaleur accumulée par la terre battue et la faible circulation d’air sur le court.

À partir de 39 °C de température centrale environ, les performances physiques et cognitives commencent généralement à diminuer de façon importante. Lorsque la température continue d’augmenter, l’organisme entre progressivement dans une zone de stress thermique important susceptible de provoquer un malaise ou, dans les situations les plus sévères, un véritable coup de chaleur d’effort, une urgence médicale caractérisée par une hyperthermie sévère associée à des troubles neurologiques.

La transpiration : le « coût physiologique » de notre principal système de refroidissement

Pour éviter cette surchauffe, l’organisme met en place plusieurs mécanismes de défense étroitement liés. Le principal système de refroidissement est la transpiration. Contrairement à une idée reçue, ce n’est pas la sueur elle-même qui refroidit le corps, mais son évaporation. Lorsque l’eau passe de l’état liquide à l’état gazeux à la surface de la peau, cette transformation absorbe de l’énergie thermique provenant du corps, ce qui permet ainsi de le refroidir.

Afin de rendre ce système plus efficace, le corps augmente également le débit sanguin vers la peau grâce à la vasodilatation cutanée. Une partie importante du sang est ainsi redirigée vers les zones superficielles afin de favoriser les échanges thermiques et l’évaporation de la sueur.

Mais cette redistribution du flux sanguin possède un coût physiologique important. Une partie du débit sanguin disponible pour les muscles actifs est mobilisée pour le refroidissement cutané. Cette compétition entre refroidissement du corps et alimentation des muscles contribue à diminuer les capacités d’effort et participe notamment à la baisse de la quantité maximale d’oxygène que l’organisme peut utiliser sur un temps donné (ou VO₂ max) sous forte chaleur.

La transpiration entraîne également des pertes importantes en eau et en sodium. Lors d’un match sous forte chaleur, un joueur peut perdre plusieurs litres de sueur par heure. Une déshydratation même modérée – environ 2 % du poids corporel – suffit déjà à diminuer les capacités physiques et cognitives.

Pourquoi le tennis est particulièrement vulnérable à la chaleur

Tous les sports ne réagissent pas de la même manière aux fortes températures. Le tennis cumule plusieurs caractéristiques qui rendent cet effort particulièrement difficile.

D’abord, les matchs peuvent durer très longtemps, parfois plus de quatre ou cinq heures lors des tournois du Grand Chelem. Ensuite, le jeu alterne sans cesse entre accélérations explosives, changements de direction, frappes puissantes et temps de récupération relativement courts.

Mais la chaleur ne perturbe pas uniquement les muscles. Le cerveau est lui aussi fortement affecté.

Des études montrent que la déshydratation et une augmentation de la température corporelle altèrent progressivement les capacités de concentration, le temps de réaction et la prise de décision. La perception de l’effort augmente également fortement. Autrement dit, à intensité identique, l’effort semble beaucoup plus difficile sous forte chaleur.

Le cerveau agit également comme un véritable système de protection. Lorsque la température corporelle devient trop élevée, il réduit progressivement l’intensité de l’effort afin de limiter les risques de surchauffe. Cette diminution de performance peut apparaître avant même que les muscles ne soient totalement épuisés.

Dans un sport aussi technique et tactique que le tennis, cette baisse de lucidité peut suffire à faire basculer un match. Sur plusieurs heures de jeu, les joueurs doivent prendre des milliers de microdécisions – placement, trajectoire, puissance ou choix tactiques – dont certaines peuvent directement influencer l’issue d’un set ou d’un match.

Pourquoi les joueurs professionnels résistent mieux

Les joueurs professionnels développent au fil des années de nombreuses adaptations leur permettant de mieux tolérer la chaleur.

L’une des plus importantes est l’acclimatation thermique. Après plusieurs jours d’entraînement sous forte chaleur, les premières adaptations apparaissent déjà : la transpiration débute plus rapidement, la fréquence cardiaque augmente moins fortement et la température corporelle devient plus stable pour un même effort. Après plusieurs semaines d’exposition répétée, ces adaptations deviennent plus marquées et plus durables.

Le volume de sueur produit augmente également, ce qui améliore les capacités de refroidissement. En parallèle, les glandes sudoripares deviennent plus efficaces pour réabsorber le sodium avant son élimination à la surface de la peau. Les athlètes acclimatés perdent donc proportionnellement moins de sodium malgré une sudation souvent plus importante.

Le volume sanguin augmente également, améliorant ainsi la stabilité cardiovasculaire, les capacités de thermorégulation et le maintien des apports en oxygène vers les muscles.

Ces adaptations sont particulièrement travaillées avant certains tournois comme l’Open d’Australie, où les températures extrêmes sont fréquentes.

Mais cette année, les conditions semblent avoir surpris davantage de joueurs lors de la première semaine du tournoi de Roland-Garros. Les tournois préparatoires en terre battue disputés à Rome ou à Madrid se sont déroulés dans des conditions relativement fraîches, ce qui a probablement limité l’acclimatation préalable avant l’arrivée à Paris. Cette variabilité climatique plus brutale pourrait devenir de plus en plus fréquente avec le changement climatique.

Quels conseils pour les joueurs amateurs ?

Ces problématiques ne concernent pas uniquement les joueurs professionnels. Chaque été, des milliers de joueurs de tennis amateurs disputent eux aussi des compétitions sous de fortes chaleurs.

Chez les sportifs amateurs, il est essentiel de faire passer un message simple :
abandonner un match reste infiniment préférable à poursuivre un effort qui mettrait potentiellement sa santé en danger.

Un enjeu sportif… mais aussi humain et climatique

Avec le changement climatique, les épisodes de fortes chaleurs deviennent plus fréquents et plus intenses dans de nombreuses régions du monde. Les grandes compétitions sportives devront de plus en plus intégrer cette nouvelle réalité.

À Roland-Garros, la chaleur ne représente plus seulement un inconfort. Elle devient un facteur majeur de performance, de récupération, de sécurité et parfois même de « survie physiologique » sur le court.

Mais ces conditions extrêmes révèlent aussi quelque chose de fascinant dans le sport de haut niveau : la capacité des athlètes à continuer à prendre des décisions, à gérer leurs émotions et à maintenir leur engagement physique malgré une contrainte physiologique majeure. Dans des matchs où chaque point peut faire basculer l’issue de la rencontre, réussir à conserver sa lucidité sous forte chaleur devient une performance en soi.

Peut-être est-ce aussi pour cela que certaines victoires à Roland-Garros semblent provoquer des émotions si intenses : au-delà de l’adversaire, les joueurs viennent parfois de gagner un combat contre leurs propres limites physiologiques.

Valentin Fourcade, doctorant à l’Université de Strasbourg est également coauteur de cet article.

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.