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研究进展动态功能性神经影像的高密度脑电图

作者: 武汉新闻网 更新时间: 2020年04月28日 15:40:26 游览量: 134

简述:

卡内基梅隆(Carnegie Mellon)生物医学工程学系系主任Bin Bin He的研究标志着实现NIH BRAIN计划目标的重要里程碑,他推动了

卡内基·梅隆(Carnegie Mellon)生物医学工程学系系主任Bin Bin He的研究标志着实现NIH BRAIN计划目标的重要里程碑,他推动了高密度脑电图(EEG)作为动态功能神经成像的未来范例。

研究进展动态功能性神经影像的高密度脑电图

通过推进创新神经技术(BRAIN)计划进行的NIH脑研究激发了研究人员“产生了一种革命性的大脑新动态图,该图首次展示了单个细胞和复杂的神经回路如何在时空相互作用。”

一种理想的功能性人脑成像技术-该计划的首要任务之一-将以高时间分辨率,高空间分辨率和宽广的空间覆盖来描绘大脑活动。

卡内基·梅隆(Carnegie Mellon)的《他》在功能性神经成像领域取得了重大突破。由美国国立卫生研究院(NIH)资助的一项历时数年的研究,对数十名癫痫患者进行了检查,得出了一种新颖的源成像技术,该技术使用高密度脑电图记录来绘制潜在的大脑网络。

该研究发表在《自然通讯》上,是向动态成像人脑功能和功能障碍的能力迈出的一大步。

这可以提供有关在何处以及如何进行基础信息处理的重要见解。

长期以来,脑电图一直是可用于人脑映射的最有效的功能方法之一。它需要数毫秒的时间来读取数据,但是这项技术仍在努力确定大脑内部活动的空间范围。

He和他的团队提出的方法可以使用高密度脑电图以及功能相关区域之间的相互作用,首次准确地估计大脑活动区域的大小和范围。

他们的发现已通过Mayo诊所的临床记录进行了验证,分析了36位患者的1,027例脑电图峰值和86例癫痫发作。

该团队的方法被称为快速时空迭代加权边缘稀疏(FAST-IRES)技术,它使用机器学习来客观地估计信号源和活动随时间变化的情况。与现有的成像技术不同,它不需要临时算法或人工干预来确定源范围,并且仅需要医生的最少直观输入即可。

全球约有百分之一的人患有癫痫病,大约三分之一的病例是耐药的,需要手术干预。

直到现在,目前还没有任何一种非侵入性成像方式具有精确确定癫痫发生区(EZ)的空间特异性,该区域代表必须移除以停止癫痫发作的最小组织量。

“通过使用我们提出的FAST-IRES框架分析癫痫网络,我们证明了可以从头皮高密度脑电图记录中高精度,客观,无创地确定EZ,” He和他的合著者写道。

对照传统的有创颅内记录的读数和每位患者的手术结局,对研究结果进行了验证,证明了FAST-IRES的有效性。

该研究还标志着高密度脑电图首次被用于研究癫痫发作。现在,Mayo诊所接受治疗的患者可以使用功能更强大的成像技术,其填充的电极是临床上通常使用的电极的两倍以上。他认为,在未来五年内,FAST-IRES方法将开始影响我们理解许多神经系统疾病的方式。

这项工作表明,脑电图源成像可能成为人脑成像技术的非侵入性高空间,高时间分辨率范例,这是“大脑计划”的重要目标。”

他的研究可能会改变癫痫患者的生活,并可能使神经病学,神经外科和人类神经科学领域的研究人员和医师受益。这项工作使NIH和科学界更进一步地实现了革命性的大脑动态新图景。

文章链接://jksh/31368.html

文章标题:研究进展动态功能性神经影像的高密度脑电图