对于(yú)数百万患(huàn)有癫痫症和帕金(jīn)森病等运动障(zhàng)碍的人来(lái)说,脑的电刺激(jī)已经(jīng)扩大(dà)了治疗的可能性(xìng)。未来(lái),电刺激可能会帮助(zhù)患(huàn)有精(jīng)神疾病(bìng)和直接脑损伤(如卒中)的(de)人。
梅奥诊所官网(wǎng)9月3日消息
然(rán)而,研究大脑网络(luò)如何(hé)相互作用是很复杂的(de)。可(kě)以通(tōng)过在(zài)患者大脑的一(yī)个区域提供短暂的(de)电流(liú)脉冲同(tóng)时(shí)测量其他区域的(de)电压响应来探索大脑网络。原则(zé)上,人们(men)应该能够从这些数据中推(tuī)断(duàn)出大脑网络的结构。然而,对(duì)于真实世界的(de)数据,这(zhè)个(gè)问题(tí)很困难,因(yīn)为(wéi)记录的信号很(hěn)复杂,并且可以(yǐ)进(jìn)行测量的非常有限。
为了使问题易(yì)于(yú)管理,梅(méi)奥(ào)诊所(Mayo Clinic)的研(yán)究(jiū)人(rén)员开(kāi)发了一套(tào)范例(lì)或观点,以简化电(diàn)刺激对(duì)大脑影(yǐng)响之间的比较。由于科学(xué)文献中(zhōng)不存在表征输入集合如何在人类大(dà)脑(nǎo)区域中融(róng)合的数学(xué)技术,因(yīn)此 Mayo 团队(duì)与人(rén)工智能 (AI) 算法领域的国际专家合作开发了一(yī)种称为(wéi)“基本轮廓曲线识别”的新(xīn)型算法。”
在《PLOS 计算生物学》(PLOS Computational Biology)杂志上(shàng)发表的(de)这项研究中,一(yī)名脑肿瘤(liú)患者在切(qiē)除肿瘤之前接受(shòu)了皮层电图(ECoG)电极阵列的放置,以定位癫(diān)痫发作并绘制大脑(nǎo)功能图。每次电(diàn)极相(xiàng)互作用都会(huì)导致使用新算(suàn)法研(yán)究数(shù)百到(dào)数千(qiān)个时(shí)间点。
研究于2021年9月2日发表在《PLOS Computational Biology》(最新(xīn)影(yǐng)响因(yīn)子(zǐ):4.475)杂志上
“我(wǒ)们的研(yán)究结果(guǒ)表明(míng),这种(zhǒng)新(xīn)型算法可以帮助我们了解哪(nǎ)些大脑区域直接(jiē)相互交互,这反过来又可以帮助指导电极的放(fàng)置,以(yǐ)用于(yú)治(zhì)疗脑部疾病网(wǎng)络的刺激设备,” 该研究的第一作者、梅(méi)奥诊所神经(jīng)外科医生、医学博士 Kai Miller 说。
Kai Miller 医生
“随着新技术的出现,这种算(suàn)法可能会帮助我们更好地治疗癫痫、帕金森病等运动障碍以及(jí)强迫症和(hé)抑(yì)郁症等精神疾病患者。”
“迄(qì)今为止,神经系统数据可能是(shì)人工智能研究人(rén)员(yuán)建模时最具挑战(zhàn)性和(hé)最(zuì)令人兴奋的数据,”研究合著者兼 Google Research Brain 团(tuán)队成员 Klaus-Robert Mueller 博(bó)士(shì)说。Mueller 博士是(shì)柏林(lín)学习和数据基础研究(jiū)所(Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data)的联合(hé)主(zhǔ)任(rèn)和(hé)机器学习小组(Machine Learning Group)的主任, 研(yán)究(jiū)所和机器学习小组都在(zài)柏林技术(shù)大(dà)学(xué)(Technical University of Berlin)。
在这项研究中,作者提(tí)供(gòng)了一个可下载的(de)代码包,以便其他人可以探(tàn)索该技术。“共(gòng)享开发的代码是我们帮助研究可重复性努力(lì)的(de)核心部分,”梅(méi)奥诊(zhěn)所生物医学工程师和资深(shēn)作者 Dora Hermes 博士说。