Multimodale Gehirnentschlüsselung der Schmerzempfindlichkeit

Schmerz ist weltweit die häufigste Ursache für Behinderungen. Die Schmerzempfindlichkeit des Einzelnen ist jedoch sehr unterschiedlich, was häufig zu einer Diskrepanz zwischen der klinischen Diagnose oder Behandlung und den tatsächlichen Bedürfnissen des Einzelnen führt. Es gibt noch keine etablierten objektiven Indikatoren für Vergleiche zwischen Personen. Dieses integrierte Pilotprojekt ist die erste groß angelegte, multimodale Studie zur Entschlüsselung des Gehirns zur Schmerzempfindlichkeit. Wir werden die Gehirnnetzwerk-Signatur der Schmerzempfindlichkeit untersuchen, indem wir Elektroenzephalogramm (EEG)-Signale und Magnetresonanztomographie (MRT) analysieren. In der Zwischenzeit werden wir die angeborenen, umweltbedingten und menschlichen Faktoren mit den oben genannten Hirnnetzwerksignaturen integrieren, um mithilfe von maschinellem Lernen ein multimodales objektives Modell der Schmerzempfindlichkeit zu erstellen. Dieses Forschungsteam besteht aus mehr als 30 Ärzten, Wissenschaftlern und IT-Experten sowie internationalen Mitarbeitern mit Fachkenntnissen in den Bereichen Neurowissenschaften, medizinische Bildgebung und Humanphilosophie. Die fünf Elitegruppen bilden dieses internationale Forschungsteam und richten fünf multidisziplinäre Teilprojekte ein: Teilprojekt A: Schmerzempfindlichkeit und damit verbundene angeborene und umweltbedingte Faktoren Teilprojekt B: Elektrophysiologische Hirnsignaturen der Schmerzempfindlichkeit Teilprojekt C: MRI-Gehirn Signaturen der Schmerzempfindlichkeit Teilprojekt D: Innovative Brain Computer Interface (BCI)-Technologie zur Schmerzempfindlichkeitsmessung und -vorhersage Teilprojekt E: Schmerz und Kunst: neuromentale Mechanismen und potenzielle Anwendungen Es gibt drei Hauptmerkmale dieses integrierten Projekts: wissenschaftlich Neuheit, Technologie und Menschlichkeit. In Bezug auf wissenschaftliche Neuheit werden wir uns neben maschinellem Lernen und Big-Data-Anwendungen auf die tiefe Hirnstruktur wie den Hirnstamm konzentrieren, in der die Bildaufnahme in der Vergangenheit schwierig war. Wir werden eine für den Hirnstamm optimierte MRT-Sequenz und ein EEG-Protokoll entwickeln. In Bezug auf die Technologie werden wir eine tragbare EEG-Haube entwickeln, die mit einem Algorithmus-Chip für die klinische Messung implantiert ist, um die Schmerzempfindlichkeit in Echtzeit zu dekodieren. In Bezug auf die Menschheit werden wir die Wertschätzung von Musik und Malerei kombinieren, um ihre Auswirkungen auf die mit der Schmerzempfindlichkeit verbundenen Gehirnsignaturen zu untersuchen. Darüber hinaus werden wir mögliche Anwendungen von Kunstinterventionen in der Schmerzmodulation entwickeln. Wir erwarten, dass dieses Pilotprojekt die folgenden vier Ziele erreicht:

1. Einrichtung einer taiwanesischen Datenbank zur Schmerzempfindlichkeit. In der Zwischenzeit sollen die Wechselwirkungen zwischen den angeborenen und umweltbedingten Faktoren des Individuums und dem Gehirnnetzwerk geklärt und Gehirnsignaturen im Zusammenhang mit der Schmerzempfindlichkeit identifiziert werden. (Teilprojekte A, B, C)
2. Bestätigung der Gehirnsignaturen zur Vorhersage der Schmerzempfindlichkeit durch maschinelles Lernen. Darüber hinaus Entwicklung tragbarer Geräte wie EEG-Haube für das Screening großer Proben durch Kombination der Gehirn-Computer-Schnittstelle durch die Industrie-Universitäts-Kooperation (Teilprojekte B, C, D)
3. Erforschung der Plastizität von Hirnsignaturen im Zusammenhang mit Schmerzempfindlichkeit durch sensorische Modulation wie Musik, Malwertschätzung oder transkutane elektrische Nervenstimulation und Erforschung des Anwendungspotenzials für Schmerzmodulation (Teilprojekte B, C, D, E)
4. Basierend auf dem Kooperationsmodell dieses internationalen Forschungsteams werden wir junge Forscher fördern und akademische Interaktionen zwischen verschiedenen Teammitgliedern fördern und die internationale Sichtbarkeit und Wettbewerbsfähigkeit Taiwans verbessern (Teilprojekte A, B, C, D, E).