对于数百万患有癫(diān)痫症(zhèng)和帕金森病等运动障(zhàng)碍的人来说,脑的电刺激(jī)已经(jīng)扩大了治(zhì)疗的可能性。未(wèi)来,电刺激可能会(huì)帮助患有精神疾(jí)病和直接脑损(sǔn)伤(如(rú)卒中)的人。
梅奥诊所官网9月3日消息
然而,研究(jiū)大脑网络如何(hé)相互(hù)作用(yòng)是很复杂的。可以通过在患(huàn)者大脑的(de)一个区域提供短暂的电流(liú)脉冲同(tóng)时测量其他区域的电压(yā)响应来探(tàn)索大脑网络。原则上,人们应该(gāi)能够(gòu)从这些数据中推断出大脑网(wǎng)络(luò)的结(jié)构(gòu)。然而,对于真实世(shì)界的数据,这个问(wèn)题(tí)很困难(nán),因为记录的信号很复杂,并且可以进行测量的非常有(yǒu)限。
为了使问题易于管理,梅(méi)奥诊(zhěn)所(suǒ)(Mayo Clinic)的(de)研(yán)究人员开发了(le)一(yī)套范例或观点,以简化电(diàn)刺激对大脑(nǎo)影响(xiǎng)之间的(de)比较。由于科学文献中(zhōng)不存在(zài)表征输入集合如何在人类大(dà)脑区(qū)域中融合(hé)的数学技术,因此 Mayo 团队与人工智能 (AI) 算法领域的国际专家合作开(kāi)发了一种(zhǒng)称为“基(jī)本轮廓曲线识别”的新型算法。”
在《PLOS 计算生(shēng)物学(xué)》(PLOS Computational Biology)杂(zá)志上发表的这项(xiàng)研究中,一(yī)名脑肿(zhǒng)瘤患者在切(qiē)除(chú)肿(zhǒng)瘤之前接受了皮层电图(tú)(ECoG)电极阵列的放置,以定位癫痫发(fā)作(zuò)并(bìng)绘制大脑功能图。每(měi)次电极相互作用都会导致使用新算法研究数百到数千个时(shí)间点。
研究于2021年9月(yuè)2日(rì)发(fā)表在《PLOS Computational Biology》(最(zuì)新影响因子:4.475)杂志上
“我们(men)的研究(jiū)结果表明,这种(zhǒng)新型算法可以帮(bāng)助我们了(le)解哪些大脑(nǎo)区(qū)域(yù)直接相(xiàng)互交互,这反(fǎn)过(guò)来又可(kě)以帮助指导电极的放置,以用于治(zhì)疗(liáo)脑部(bù)疾病网络的刺激设备,” 该研究的第一作者、梅奥诊所神(shén)经外科医生(shēng)、医(yī)学博士 Kai Miller 说。
Kai Miller 医生
“随着新(xīn)技术的出现,这(zhè)种算法可(kě)能会帮助我们更好地治疗癫痫、帕金森病等(děng)运动障碍以(yǐ)及(jí)强迫(pò)症和(hé)抑郁症等精神疾病患者。”
“迄今为止,神经系统数据可能是(shì)人工智(zhì)能(néng)研究(jiū)人员建(jiàn)模时最具(jù)挑战性(xìng)和最令人兴奋的(de)数(shù)据,”研究合(hé)著者兼 Google Research Brain 团队(duì)成员 Klaus-Robert Mueller 博士说。Mueller 博士是(shì)柏林学(xué)习和数据基础研究所(Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data)的联合主任和机(jī)器(qì)学习小组(Machine Learning Group)的(de)主任(rèn), 研究所和机器学(xué)习小组(zǔ)都在柏林技(jì)术大(dà)学(Technical University of Berlin)。
在这项研究(jiū)中,作者提供了(le)一个可下载的(de)代码包(bāo),以便其他(tā)人可以探索该技术(shù)。“共享(xiǎng)开发的(de)代码是我们(men)帮助(zhù)研究可重复性努(nǔ)力的核心部(bù)分(fèn),”梅奥诊所生物医学工程师和资深作(zuò)者(zhě) Dora Hermes 博士说(shuō)。