Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Le modèle mathématique décrit la tempête électrique cette des rages pendant un grippage de cerveau

Une radiographie transversale de crâne dLes chercheurs d'Université de Californie ont produit un modèle mathématique décrivant la tempête électrique cette des rages pendant un grippage de cerveau. Ils disent le modèle, pour être publiés dans l'édition d'impression du 22 mars du tourillon de la société royale de la surface adjacente de Londres, mais procurable maintenant aux abonnés en ligne, peut éventuellement aider des neurologues mieux à comprendre et traiter l'épilepsie.

« Nous essayons d'obtenir à la condition fondamentale du cerveau que cela mène à ces grippages, » a dit le repère Kramer, un stagiaire de Ph.D. dans la science appliquée d'Uc Berkeley et le programme de technologie et l'auteur important du papier. « Notre espoir est que le modèle peut mettre en valeur des endroits potentiels où un grippage peut être arrêté. »

Une radiographie transversale de crâne d'un patient d'épilepsie présentant une suite d'électrodes implantées dans son cerveau par M. Nicholas Barbaro à UCSF. Les électrodes ont permis à des neurologues de tracer l'activité électrique produite pendant les grippages du patient en vue de la chirurgie cérébrale. La vignette à la droite met en valeur le modèle mathématique des ondes électriques, qui était avec les relevés réels des deux électrodes remarquables.

Il y a plusieurs causes possibles pour la signalisation anormale dans l'épilepsie, y compris la maladie, les blessures, le développement du cerveau anormal et un déséquilibre des neurotransmetteurs chimiques requises pour donner des messages dans le cerveau. Quelques grippages commencent dans une région du cerveau très spécifique appelée la « orientation de grippage » avant d'étendre, et d'autres, en particulier ceux joints aux origines génétiques, semblent commencer simultanément dans parties variées du cerveau.

Ce qui est clair est celui pendant un grippage, une configuration intense des signes électriques apparaît soudainement des variations faites au hasard qui caractérisent l'activité cérébrale normale. Les ondes intenses déménageant en travers du cortex peuvent entraîner des sensations subites et imprévisibles ou des mouvements incontrôlables pendant un grippage.

« Les ondes cérébrales normales ressembleraient aux lignes déchiquetées sans la configuration apparente ou commande sur un électroencéphalogramme (EEG), » a dit le professeur d'Andrew Szeri, d'Uc Berkeley de l'industrie mécanique et la science appliquée et la technologie, et l'investigateur principal de l'étude. « Mais dans les cerveaux des patients d'épilepsie, la propagation d'un grippage est rendue manifeste par les ondes logiques intenses de l'activité électrique dans le cortex. »

Pour modéliser ce comportement, les chercheurs ont adapté des équations différentielles partielles stochastiques pour décrire l'architecture du cerveau. Cette même classe des équations est employée pour repérer des tendances sur le marché boursier, survit, ou d'autres systèmes complexes qui pourraient être affectés par des événements faits au hasard.

Ils ont simulé le hyperexcitation des neurones dans une partie du cerveau et ont constaté que le stimulus a produit des ondes de déplacement d'activité électrique.

Pour vérifier l'exactitude de leur modèle, les chercheurs d'Uc Berkeley se sont associés à M. Heidi Kirsch, professeur adjoint de la neurologie au centre de l'épilepsie d'Uc San Francisco. Le Kirsch soignait un patient de 49 ans d'épilepsie dont les grippages n'ont pas été sûrement réglés par le médicament. Le patient a été diagnostiqué avec la sclérose temporelle mesial, une condition en laquelle le hippocampe, la partie du cerveau qui dispense des souvenirs, est plus petit que la normale.

« Nous estimons que deux-tiers de patients présentant l'épilepsie répondront au médicament, » avons dit les Kirsch, qui Co-ont également écrit le papier. « Pour un certain nombre d'un tiers demeurant de patients, ablation chirurgicale de la partie du cerveau où les grippages commencent peut offrir un remède. L'objectif en chirurgie de grippage est de trouver un endroit d'où le grippage vient, et en l'enlevant, pour ne pas blesser le patient. »

Avant la chirurgie, les neurologues ont dû tracer la région où le grippage du patient est provenu pour s'assurer qu'ils retirent seulement ce qui est nécessaire. Pour aider des neurologues à observer les grippages du patient, 64 électrodes ont été implantées dans son cerveau pendant une semaine. Les chercheurs pouvaient ainsi obtenir des caractéristiques de six des grippages du patient pour rivaliser avec le modèle mathématique qu'ils avaient produit.

Les chercheurs concentrés sur deux électrodes subdurales ont espacé un centimètre à part sur la surface du cerveau du patient. Ils ont remarqué un délai cohérent de 25 millisecondes dans les crêtes électriques entre les deux électrodes, indiquant une caractéristique de configuration d'onde intense et logique d'un grippage.

« Les signes d'onde des caractéristiques modèles et d'observation étaient assimilés dans la forme, fréquence et vitesse de bouturage, » a dit Kramer. « Qui propose que notre modèle soit assez précis. »

Les chercheurs disent que c'est une première étape en produisant un modèle qui peut fournir bien plus de petit groupe au sujet des fonctionnements internes du cerveau qu'est possible avec des électrodes seules.

Les « électrodes indiquent la conséquence de l'activité cérébrale anormale, mais elles n'atteignent pas la cause, » a dit Szeri. « Si nous comprenons pourquoi et comment ces ondes logiques intenses progressent au-dessus de la surface du cerveau, puis nous avons un espoir de faire quelque chose changer la situation en perturbant le signe. »

Tout comme un type d'ordinateur peut indiquer plus au sujet de l'intégrité structurelle d'une construction ou des causes d'un ouragan se développer qu'est l'observation directe traversante pratique ou désirable, une simulation sur ordinateur d'un cerveau pendant un grippage pourrait potentiellement fournir une plus pleine illustration de la façon dont et de pourquoi les signes électriques ont des ratés.

« Ce modèle pourrait fournir l'analyse dans la pathophysiologie de l'écart d'un grippage, » a dit des Kirsch. « Davantage en bas de la ligne, ceci pourrait également nous aider à modéliser le choc des médicaments et d'autres interventions, théoriquement au test comment les médicaments avec certains mécanismes influenceront le cerveau. »

Les chercheurs indiquent la recherche actuelle pour développer des interventions pour arrêter des crises d'épilepsie. Les exemples du potentiel ont dirigé des traitements comprennent le refroidissement focal, dans lequel la partie du cerveau remarquant un grippage est littéralement refroidie pour amortir le grippage, et l'électrostimulation de la région du cerveau affectée pour contrer le grippage pendant qu'il forme.

« Notre espoir est de fournir un modèle qui peut être employé pour évaluer des demandes de règlement potentielles de grippage ainsi nous pouvons déménager au delà du besoin de lobectomies, » a dit Szeri.

Le National Science Foundation et une camaraderie de Berkeley de l'Université de Californie aidée supportent cette recherche.