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對(duì)于數(shù)百萬(wàn)患有癲癇癥和帕金森病等運(yùn)動(dòng)障礙的人來(lái)說(shuō)，腦的電刺激已經(jīng)擴(kuò)大了治療的可能性。未來(lái)，電刺激可能會(huì)幫助患有精神疾病和直接腦損傷（如卒中）的人。
梅奧診所官網(wǎng)9月3日消息
然而，研究大腦網(wǎng)絡(luò)如何相互作用是很復(fù)雜的。可以通過(guò)在患者大腦的一個(gè)區(qū)域提供短暫的電流脈沖同時(shí)測(cè)量其他區(qū)域的電壓響應(yīng)來(lái)探索大腦網(wǎng)絡(luò)。原則上，人們應(yīng)該能夠從這些數(shù)據(jù)中推斷出大腦網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。然而，對(duì)于真實(shí)世界的數(shù)據(jù)，這個(gè)問(wèn)題很困難，因?yàn)橛涗浀男盘?hào)很復(fù)雜，并且可以進(jìn)行測(cè)量的非常有限。
為了使問(wèn)題易于管理，梅奧診所（Mayo Clinic）的研究人員開(kāi)發(fā)了一套范例或觀點(diǎn)，以簡(jiǎn)化電刺激對(duì)大腦影響之間的比較。由于科學(xué)文獻(xiàn)中不存在表征輸入集合如何在人類大腦區(qū)域中融合的數(shù)學(xué)技術(shù)，因此 Mayo 團(tuán)隊(duì)與人工智能 (AI) 算法領(lǐng)域的國(guó)際專家合作開(kāi)發(fā)了一種稱為“基本輪廓曲線識(shí)別”的新型算法?！?/span>
在《PLOS 計(jì)算生物學(xué)》（PLOS Computational Biology）雜志上發(fā)表的這項(xiàng)研究中，一名腦腫瘤患者在切除腫瘤之前接受了皮層電圖（ECoG）電極陣列的放置，以定位癲癇發(fā)作并繪制大腦功能圖。每次電極相互作用都會(huì)導(dǎo)致使用新算法研究數(shù)百到數(shù)千個(gè)時(shí)間點(diǎn)。
研究于2021年9月2日發(fā)表在《PLOS Computational Biology》（最新影響因子：4.475）雜志上
“我們的研究結(jié)果表明，這種新型算法可以幫助我們了解哪些大腦區(qū)域直接相互交互，這反過(guò)來(lái)又可以幫助指導(dǎo)電極的放置，以用于治療腦部疾病網(wǎng)絡(luò)的刺激設(shè)備，” 該研究的第一作者、梅奧診所神經(jīng)外科醫(yī)生、醫(yī)學(xué)博士 Kai Miller 說(shuō)。
Kai Miller 醫(yī)生
“隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，這種算法可能會(huì)幫助我們更好地治療癲癇、帕金森病等運(yùn)動(dòng)障礙以及強(qiáng)迫癥和抑郁癥等精神疾病患者?！?/span>
“迄今為止，神經(jīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)可能是人工智能研究人員建模時(shí)最具挑戰(zhàn)性和最令人興奮的數(shù)據(jù)，”研究合著者兼 Google Research Brain 團(tuán)隊(duì)成員 Klaus-Robert Mueller 博士說(shuō)。Mueller 博士是柏林學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)研究所（Berlin Institute for the Foundations of Learning and Data）的聯(lián)合主任和機(jī)器學(xué)習(xí)小組（Machine Learning Group）的主任， 研究所和機(jī)器學(xué)習(xí)小組都在柏林技術(shù)大學(xué)（Technical University of Berlin）。
在這項(xiàng)研究中，作者提供了一個(gè)可下載的代碼包，以便其他人可以探索該技術(shù)。“共享開(kāi)發(fā)的代碼是我們幫助研究可重復(fù)性努力的核心部分，”梅奧診所生物醫(yī)學(xué)工程師和資深作者 Dora Hermes 博士說(shuō)。
