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Os coordenadores criam o sistema novo para a imagem lactente high-density do EEG das redes indescritíveis do cérebro

Compreender a fonte e a rede dos sinais como as funções do cérebro é um objetivo central da pesquisa do cérebro. Agora, os coordenadores do Carnegie Mellon criaram um sistema para a imagem lactente high-density do EEG da origem e do trajecto de sinais normais e anormais do cérebro.

Escaninho, a cabeça do departamento de universidade do Carnegie Mellon da engenharia biomedicável, e os colegas estão trabalhando em uma iniciativa do núcleo dos institutos de saúde nacionais, chamados Cérebro Pesquisa com do avanço de Neurotechnologies inovativo (CÉREBRO).

O trabalho de grupo com o EEG high-density, relatado nas comunicações da natureza do jornal, 1 toma uma etapa principal para realizar um dos objetivos centrais da iniciativa do CÉREBRO: “produza uma imagem dinâmica nova revolucionária do cérebro que, pela primeira vez, mostra como as pilhas individuais e os circuitos neurais complexos interagem no tempo e no espaço.”

Ou seja desenvolva uma maneira de olhar como o cérebro faz o que faz.

A electroencefalografia (EEG), foi usada por décadas para seguir sinais do cérebro. Dr. E sua equipe desenvolveram uma versão mais poderosa, mais high-density do EEG que pudesse seguir sinais do cérebro através das áreas muito maiores do cérebro do que previamente possíveis.”

Shumin Wang, PhD, director, programa de NIBIB, tecnologias Bio-Eletromagnéticas

“A inteligência artificial é usada então identificar onde estes sinais mais fortes originam e viajam através do cérebro, com grande precisão.”

A equipa de investigação testou o sistema high-density do EEG nos pacientes com epilepsia. Apreensões da experiência dos indivíduos causadas pelos pulsos errantes da actividade de cérebro, conhecidos como a zona epileptogénica. As apreensões de muitos pacientes podem ser controladas com medicamentações.

Para aqueles que são medicamentação-resistentes, cirùrgica remover a zona epileptogénica é uma opção clínica. A capacidade do EEG high-density para identificar exactamente a fonte epilético permitiria cirurgias de cérebro muito-melhoradas remover eficientemente somente a área de problema e poupar tecido de cérebro circunvizinho.

A equipe testou seu método, denominado FAST-IRES para o sparsity iterativa reweighted spatio-temporal da borda, em 36 pacientes da epilepsia que submetem-se ao teste pré-operativo. As gravações não invasoras do cérebro de FAST-IRES foram obtidas sobre diversos dias usando uma disposição high-density especial do EEG.

O facto de que FAST-IRES é não invasor é extremamente importante, dado que o teste pré-operativo padrão exige o EEG invasor, que é necessário para localizar a região epileptogénica mas vem com riscos aumentados de infecção, complicações, e custos.

Através dos 36 pacientes, o método de FAST-IRES analisou mais os pontos de 1000 do EEG e 86 apreensões ocorreram. As gravações high-density então foram analisadas usando a parte da inteligência artificial do método de FAST-IRES e comparadas com o teste pré-operativo do EEG invasor padrão e os resultados cirúrgicos.

O método de FAST-IRES era extremamente exacto em identificar a posição e a extensão da zona epileptogénica nos pacientes, que foi confirmada com os dados cirúrgicos.

“Nossos resultados demonstraram claramente que FAST-IRES poderia identificar a zona epileptogénica com elevada precisão, usando gravações high-density não invasoras do escalpe do EEG,” disseram-no. Os colaboradores no estudo na clínica de Mayo estão considerando executar o sistema no futuro.

A equipe acredita que a técnica de FAST-IRES poderia ser usada para o diagnóstico e o tratamento de Alzheimer, de Parkinson, de curso e mesmo de depressão.

“É extremamente satisfying ver nosso trabalho fazer um impacto significativo em cumprir um dos objetivos centrais da iniciativa do CÉREBRO,” disse-o.

“Além do que o tratamento de pacientes, nós olhamos para a frente a nossos pesquisadores de ajuda do trabalho fazemos avanços significativos em nossa compreensão da neurociência humana.”

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.