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La haute densité EEG produit l'image dynamique de la source de signe de cerveau

Marquant une étape importante sur le circuit à répondre aux objectifs de l'initiative de CERVEAU de NIH, recherche par le coffre de chef de service du génie biomédical du carnegie-mellon il avance l'électroencéphalographie à haute densité (EEG) comme futur paradigme pour neuroimaging fonctionnel dynamique.

eegCrédits d'image : Gorodenkoff/Shutterstock.com

La recherche de cerveau de NIH en avançant l'initiative novatrice de Neurotechnologies (CERVEAU) motive des chercheurs « pour produire une illustration dynamique neuve révolutionnaire du cerveau qui, pour la première fois, montre comment les différentes cellules et les circuits neuraux complexes agissent l'un sur l'autre dans les les deux le temps et espace. »

Une technique idéale pour la représentation d'esprit humain fonctionnelle--une des hautes priorités de l'initiative--dépeindrait l'activité cérébrale avec la définition temporelle élevée, la résolution spatiale élevée, et la couverture spatiale large.

Il du carnegie-mellon a rendu un saut important avant pour l'inducteur de neuroimaging fonctionnel. Une étude financée par NIH durant plusieurs années et examinant des douzaines de patients présentant l'épilepsie a produit une technologie de l'image nouvelle de source qui emploie les enregistrements à haute densité d'EEG pour tracer les réseaux fondamentaux de cerveau.

Publié dans des transmissions de nature, cette recherche est une étape importante vers déterminer la capacité dynamiquement au fonctionnement et au dysfonctionnement d'esprit humain d'image. Ceci pourrait fournir l'analyse importante dans où et comment de traitement de l'information fondamental se produit.

L'EEG a longtemps été l'une des méthodes fonctionnelles les plus efficaces procurables pour le mappage d'esprit humain. Il prend les relevés dans une question des millisecondes, toutefois la technologie lutte toujours avec déterminer l'ampleur spatiale de l'activité dans le cerveau.

L'approche proposée par lui et son équipe peuvent exactement estimer pour la première fois la taille et l'étendue des endroits actifs dans le cerveau utilisant la haute densité EEG, ainsi que les interactions entre les régions qui sont fonctionellement relatives. Leurs découvertes ont été validées utilisant les enregistrements cliniques effectués chez la Mayo Clinic, analysant un total de 1.027 pointes d'EEG et 86 grippages enregistrés à partir de 36 patients.

La méthode de l'équipe, nommée la technique de l'espacement d'arête (FAST-IRES), l'apprentissage automatique d'utilisations pour estimer objectivement des sources de signe et l'activité itérativement reweighted spatio-temporels rapides comme elles varient au fil du temps. À la différence des techniques d'imagerie antérieures, il n'a besoin d'aucun algorithme ad hoc ou intervention humaine pour déterminer l'ampleur de source et exige seulement l'entrée minimale et intuitive des médecins.

FAST-IRES a pu avoir un impact majeur sur la recherche et la demande de règlement de neurologique varié et des troubles mentaux comme Alzheimer, Parkinson, rappe, douleur chronique, et même dépression. Cependant, cette méthode est seulement et le plus immédiatement impactful pour ceux qui souffrent de l'épilepsie résistant à la drogue.

Environ un pour cent de la population globale souffre de l'épilepsie, et approximativement un tiers de cas sont résistant à la drogue, exigeant l'intervention chirurgicale. Pourtant jusqu'ici, aucune modalité d'imagerie non envahissante actuelle n'a la spécificité spatiale pour déterminer exactement la zone epileptogenic (EZ), qui représente la quantité minimum de tissu qui doit être retirée pour arrêter des grippages.

« En analysant des réseaux d'épilepsie avec notre cadre proposé de FAST-IRES, nous avons expliqué que l'EZ peut être déterminé objectivement et d'une façon non envahissante avec la haute précision des enregistrements à haute densité du cuir chevelu EEG, » avons écrit lui et ses co-auteurs.

Là des découvertes ont été validées contre les relevés des enregistrements intracrâniens invasifs conventionnels et des résultats chirurgicaux de chaque patient, prouvant l'efficacité de FAST-IRES.

L'étude marque également une des première fois où la haute densité EEG a été employée pour étudier des crises d'épilepsie. La technologie de l'image plus puissante, bourrant les les électrodes plus que doubles généralement utilisées dans un réglage clinique, est maintenant à la disposition des patients soignés chez la Mayo Clinic. Il croit que dans les cinq années à venir, la méthodologie de FAST-IRES commencera à influencer la voie que nous comprenons un certain nombre de troubles neurologiques.

Ce travail explique que la représentation de source d'EEG peut devenir le paradigme haut-spatial et haut-temporel non envahissant de définition pour la technologie de l'image d'esprit humain, un objectif important de l'initiative de CERVEAU. »

Coffre il, Carnegie Mellon

Il a servi de membre du groupe de travail de Multi-Conseil de CERVEAU de NIH à partir de 2015-2019.

Il est recherche peut durée-changer pour ceux qui souffrent de l'épilepsie et pourrait bénéficier des chercheurs et des médecins en travers de l'inducteur de la neurologie, de la neurochirurgie, et de la neurologie humaine. Ce travail amène le NIH et la communauté scientifique une opération plus près de réaliser une illustration dynamique neuve révolutionnaire du cerveau.