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Gli ingegneri creano il nuovo sistema per la rappresentazione ad alta densità di elettroencefalogramma delle reti evasive del cervello

La comprensione la sorgente e della rete dei segnali come le funzioni del cervello è uno scopo centrale della ricerca del cervello. Ora, gli ingegneri del Carnegie Mellon hanno creato un sistema per la rappresentazione ad alta densità di elettroencefalogramma dell'origine e del percorso dei segnali normali ed anormali del cervello.

Recipiente lui, il capo del dipartimento dell'università del Carnegie Mellon di assistenza tecnica biomedica ed i colleghi stanno lavorando ad un'iniziativa di memoria degli istituti della sanità nazionali, chiamati Brain la Research through avanzando Neurotechnologies innovatore (CERVELLO).

Il lavoro de gruppo con l'elettroencefalogramma ad alta densità, riferito nelle comunicazioni della natura del giornale, 1 intraprende un'azione importante verso la realizzazione dell'uno degli scopi centrali dell'iniziativa del CERVELLO: “produca una nuova maschera dinamica rivoluzionaria del cervello che, per la prima volta, mostra come le diverse celle ed i circuiti neurali complessi interagiscono in entrambi tempo e spazio.„

Cioè sviluppi un modo guardare come il cervello fa che cosa fa.

L'elettroencefalografia (EEG), è stata usata affinchè le decadi tenga la carreggiata i segnali del cervello. Dott. Lui ed il suo gruppo hanno sviluppato una versione più potente e più ad alta densità dell'elettroencefalogramma che può tenere la carreggiata i segnali del cervello attraverso le aree molto più grandi del cervello che precedentemente possibili.„

Shumin Wang, PhD, Direttore, programma di NIBIB, tecnologie Bio--Elettromagnetiche

“L'intelligenza artificiale poi è usata identificare dove questi più forti segnali nascono ed attraversano through il cervello, con grande accuratezza.„

Il gruppo di ricerca ha verificato il sistema ad alta densità di elettroencefalogramma in pazienti con l'epilessia. Attacchi di esperienza delle persone causati dagli impulsi erranti di attività di cervello, conosciuti come la zona epileptogenic. Gli attacchi di molti pazienti possono essere gestiti con i farmaci.

Per coloro che è farmaco-resistente, chirurgicamente eliminare la zona epileptogenic è un'opzione clinica. La capacità dell'elettroencefalogramma ad alta densità di identificare esattamente la sorgente epilettica terrebbe conto le neurochirurgie molto migliori eliminare efficientemente soltanto il settore problematico e risparmiare il tessuto cerebrale circostante.

Il gruppo ha verificato il loro metodo, definito FAST-IRES a sparsity iteratamente reweighted spatio-temporale della barriera, su 36 pazienti dell'epilessia che subiscono la prova preoperatoria. Le registrazioni non invadenti del cervello di FAST-IRES sono state ottenute durante parecchi giorni facendo uso di una schiera ad alta densità speciale di elettroencefalogramma.

Il fatto che FAST-IRES è non invadente è estremamente importante, dato che la prova preoperatoria standard richiede l'elettroencefalogramma dilagante, che è necessario da segnare la regione con esattezza epileptogenic ma viene con i rischi aumentati di infezione, complicazioni e costi.

Attraverso i 36 pazienti, il metodo di FAST-IRES ha analizzato più delle punte 1000 di elettroencefalogramma e 86 attacchi hanno accaduto. Le registrazioni ad alta densità poi sono state analizzate facendo uso del pezzo di intelligenza artificiale del metodo di FAST-IRES e sono state paragonate alla prova preoperatoria di elettroencefalogramma dilagante standard ed ai risultati chirurgici.

Il metodo di FAST-IRES era estremamente accurato nell'identificazione la posizione e delle dimensioni della zona epileptogenic nei pazienti, che è stata confermata con i dati chirurgici.

“I nostri risultati hanno dimostrato chiaramente che FAST-IRES potrebbe identificare la zona epileptogenic con alta precisione, facendo uso delle registrazioni ad alta densità non invadenti del cuoio capelluto di elettroencefalogramma,„ lo ha detto. I collaboratori sullo studio alla clinica di Mayo stanno studiando la possibilità di applicare il sistema in futuro.

Il gruppo crede che la tecnica di FAST-IRES potrebbe essere usata per la diagnosi ed il trattamento di Alzheimer, di Parkinson, del colpo e perfino della depressione.

“È estremamente soddisfacente vedere il nostro lavoro avere un impatto significativo nel compimento dell'uno degli scopi centrali dell'iniziativa del CERVELLO,„ lo ha detto.

“Oltre a curare i pazienti, guardiamo in avanti ai nostri ricercatori d'aiuto del lavoro facciamo gli avanzamenti significativi nella nostra comprensione della neuroscienza umana.„

Source:
Journal reference:

Sohrabpour, A., et al. (2020) Noninvasive electromagnetic source imaging of spatiotemporally distributed epileptogenic brain sources. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-15781-0.