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有關(guān)大腦刺激的各類表現(xiàn)
2021-4-8 閱讀(1233)
有關(guān)大腦刺激的各類表現(xiàn)
到目前為止，個(gè)性化深部腦刺激的挑戰(zhàn)一直是人腦本身。精神障礙在每個(gè)患者的大腦中可能表現(xiàn)出不同的表現(xiàn)。同樣，每個(gè)患者的大腦活動(dòng)及其癥狀是否以及如何響應(yīng)刺激也會(huì)非常不同。這使得難以了解給定患者的刺激效果或如何隨時(shí)間改變刺激劑量(即其幅度或頻率)以使其適應(yīng)患者的需求。
數(shù)百萬患有神經(jīng)疾病和精神疾病(例如抑郁癥，成癮癥和慢性疼痛)的患者具有治療抵抗力。實(shí)際上，所有嚴(yán)重抑郁癥患者中約有30%對(duì)任何藥物或心理療法*沒有反應(yīng)。簡(jiǎn)而言之，針對(duì)這些疾病的許多傳統(tǒng)治療形式可能已達(dá)到極限。我們從這里去哪里?
由USM維特比工程學(xué)院的安德魯和厄納·維特比電氣與計(jì)算機(jī)工程早期職業(yè)主席Maryam Shanechi領(lǐng)導(dǎo)的研究將在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》上發(fā)表，這為有前途的替代方法鋪平了道路：個(gè)性化的深部大腦刺激。這項(xiàng)工作代表了在為整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病實(shí)現(xiàn)新療法方面邁出的重要一步。
Shanechi和她的團(tuán)隊(duì)找到了一種方法，可以通過開發(fā)新的刺激波形并創(chuàng)建新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來預(yù)測(cè)電刺激會(huì)對(duì)多個(gè)大腦區(qū)域的個(gè)人大腦活動(dòng)產(chǎn)生何種影響。他們與紐約大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授Bijan Pesaran合作，在實(shí)際的大腦刺激實(shí)驗(yàn)中證明了該模型的成功。
為此，他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種工具：一種新穎的電刺激波，用于繪制大腦活動(dòng)圖;和新的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以從刺激過程中收集的大腦數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)地圖。Shanechi說：“我們的波隨時(shí)間隨機(jī)改變其幅度和頻率，使我們能夠看到并預(yù)測(cè)大腦對(duì)各種刺激劑量的反應(yīng)。”就像萬-能-鑰-匙可以打開任何一扇門一樣，該波可以應(yīng)用于任何人的大腦，并提供有關(guān)其對(duì)刺激反應(yīng)的個(gè)性化地圖。為了檢驗(yàn)他們的假設(shè)，研究人員將其波應(yīng)用到大腦的四個(gè)不同區(qū)域。在每種情況下，他們都能夠*預(yù)測(cè)多個(gè)區(qū)域大腦活動(dòng)的結(jié)果。
Shanechi和她的團(tuán)隊(duì)先前已經(jīng)開發(fā)了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來解碼精神障礙的癥狀，例如大腦活動(dòng)產(chǎn)生的情緒。現(xiàn)在，憑借新的能力可以更好地預(yù)測(cè)刺激如何單獨(dú)影響大腦活動(dòng)，他們尋求將他們的發(fā)現(xiàn)結(jié)合到針對(duì)精神障礙的個(gè)性化療法上。“通過將這兩個(gè)盒子放在一起，我們希望建立一個(gè)閉環(huán)腦機(jī)接口，通過根據(jù)大腦活動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤癥狀并預(yù)測(cè)刺激變化如何改變活動(dòng)來調(diào)節(jié)電刺激療法的劑量因此出現(xiàn)了這些癥狀。” Shanechi說。
這意味著醫(yī)生可能很快就能通過改變刺激的幅度和頻率，逐案并實(shí)時(shí)地個(gè)性化“劑量”的深部大腦刺激?？梢詫⑵湟暈樵黾踊驕p少藥丸中毫克數(shù)的大腦刺激形式。對(duì)于患有精神疾病(如無法治療的抑郁癥或焦慮癥)的人而言，影響是巨大的。
