高密度脑电图产生动态图像的脑信号来源

标记的道路上一个重要里程碑会议美国国立卫生研究院的目标大脑倡议,卡内基梅隆大学的生物医学工程的研究部门主管本他进步高密度脑电图(EEG)的未来模式动态功能性神经成像。

美国国立卫生研究院脑研究通过推进创新公司成员(大脑)计划促使研究人员”的大脑产生一种革命性的新动态图片,第一次显示了单个细胞和复杂的神经回路相互作用在时间和空间”。An ideal technique for functional human brain imaging—one of the initiative's top priorities—would depict brain activity with high temporal resolution,高空间分辨率,广阔的空间范围。

卡内基梅隆大学的他犯了一个大的飞跃的功能性神经成像领域。nih研究持续数年,检查数十名癫痫患者产生了一种新颖的源成像技术,利用高密度脑电图记录底层大脑网络映射。发表在自然通讯,这项研究是一个很大的一步建立动态图像的能力人类大脑功能和功能障碍。这可能提供重要的见解,和潜在的信息处理是如何产生的。

脑电图长期以来一直是人类大脑功能最有效的方法用于映射。需要阅读在几毫秒,然而这项技术仍然挣扎与大脑内确定活动的空间范围。他和他的团队提出的方法能够准确地估计规模和范围首次使用高密度EEG脑内的活跃地区,以及区域功能之间的相互作用有关。他们的研究结果验证了使用梅奥诊所临床录音,分析1027脑电图高峰和86年从36例癫痫记录。

团队的方法,称为快速迭代时空再加权边缘稀疏(FAST-IRES)技术,使用机器学习来客观地估计信号随时间变化时的资源和活动。不像之前的成像技术,它不需要特别的算法或确定范围和来源仅需要很少的人工干预,直观的医生的意见。

FAST-IRES可能产生重大影响的研究和治疗各种神经和精神障碍如阿尔茨海默氏症,帕金森氏症、中风、慢性疼痛,甚至抑郁。然而,这种方法独特,最直接有效的对那些患有癫痫耐药。

大约百分之一的全球人口患有癫痫,和大约三分之一的病例是耐药,需要手术治疗。然而,直到现在,没有当前的非侵入性成像形态空间特异性精确确定病灶(EZ),代表组织的最小数量,必须删除停止发作。

“通过分析癫痫网络与我们提出FAST-IRES框架,我们证明了EZ可以确定客观、无创的高精度头皮高密度脑电图记录,”他和他的同事写道。

有研究结果验证数据从传统入侵颅内录音从每个病人和手术结果,证明FAST-IRES的有效性。

第一次的研究也是一个高密度脑电图已被用于研究癫痫发作。更强大的成像技术,包装的两倍多电极一般用于临床,现在可以在梅奥诊所的病人。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非侵入性高空间,high-temporal决议范式对人类大脑成像技术,大脑的一个重要目标行动。”他说,担任美国国立卫生研究院脑Multi-Council工作组的成员从2015 - 2019。

他的研究可能改变生活对于那些患有癫痫,可能有助于研究人员和医生在神经学领域,神经外科,神经科学和人类。这项工作带来了美国国立卫生研究院和科学界更近一步实现革命性的新动态的照片大脑。

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