"Virtuaaliaivot" - Epilepsiassa olevien sähköfysiologisten signaalien tulkinta (VIBRATIONS)

Epilepsia on merkittävä neurologinen sairaus, joka vaikuttaa 0,5-1 %:iin väestöstä. Se on erittäin invalidisoiva sairaus, jolla on suuri vaikutus elämänlaatuun. Suuressa osassa tapauksia lääkitys ei pysty estämään kohtauksia; kouristuksia aiheuttavien alueiden kirurginen poistaminen on silloin ainoa tapa parantaa potilaita. Tulokset riippuvat kuitenkin ratkaisevasti epileptogeenisen alueen oikeasta rajauksesta.

Tässä yhteydessä laskennallinen mallinnus "virtuaalisten aivojen" muodossa on tehokas työkalu lähteiden eri konfiguraatioiden vaikutuksen tutkimiseen mittauksiin hyvin kontrolloidussa ympäristössä.

Tässä projektissa simuloidaan biologisesti realistisella tavalla MEG (Magnetoenkefalografia) ja EEG (Electroenkefalografia) -kenttiä, jotka on tuotettu erilaisten aivolähteiden konfiguraatioilla, jotka eroavat toisistaan ​​spatiaalisten ja dynaamisten ominaisuuksien suhteen. Tutkimushypoteesi on, että laskennalliset ja biofysikaaliset mallit voivat tuoda keskeistä tietoa MEG:n ja EEG:n mittaamien signaalien kliiniseen tulkintaan. Erityisesti hypoteesi voi auttaa ratkaisemaan tehokkaasti joitain täydentäviä kysymyksiä, joita epileptologit kohtaavat analysoidessaan sähköfysiologisia tietoja.

Strategia on kolmiosainen:

i) Rakenna virtuaaliset aivomallit, joissa on sekä dynaamisia näkökohtia (jotka toistavat sekä epilepsiaaivoissa havaitut yliherkkyys- että hypersynkronointimuutokset) että realistinen geometria, joka perustuu potilailla tehtyihin todellisiin traktografiamittauksiin. ii) Tutki parametriavaruutta lähdekonfiguraatioiden laajamittaisten simulaatioiden avulla. , käyttämällä tietokoneklusteriin toteutettua rinnakkaislaskentaa.

iii) Kohtaa näiden simulaatioiden tulokset samanaikaisesti EEG:n, MEG:n ja aivosisäisen EEG:n (stereotaktinen EEG, stereoelektroenkefalografia (SEEG)) tallennusten kanssa. Mallit viritetään SEEG-signaaleille ja testataan pintasignaalien kanssa, jotta voidaan vahvistaa mallien kyky edustaa todellisia MEG- ja EEG-signaaleja.

Projekti on käännöstyö teoreettisesta neurotieteestä ja matematiikasta kliiniseen tutkimukseen. Hankkeen ensimmäinen tulos on simulaatioiden tietokanta, jonka avulla voidaan tietyssä tilanteessa arvioida niiden konfiguraatioiden lukumäärää, jotka olisivat voineet aiheuttaa havaitut signaalit EEG-, MEG- ja SEEG-signaaleissa. Projektin toinen - ja tärkein - tuotos on antaa kliinikolle pääsy ohjelmistoalustaan, jonka avulla voidaan testata mahdollisia yliherättyvien alueiden konfiguraatioita käyttäjäystävällisellä tavalla. Lisäksi edustavia esimerkkejä tuodaan yhteisön saataville web-sivuston kautta, mikä mahdollistaa sen käytön tulevissa tutkimuksissa, joiden tarkoituksena on kohdata eri signaalinkäsittelymenetelmien tulokset samoilla "perustotuus" -tiedoilla.