Kipuherkkyyden multimodaalinen aivojen dekoodaus

Kipu on johtava vamman aiheuttaja maailmanlaajuisesti. Yksilöiden kipuherkkyys vaihtelee kuitenkin suuressa määrin, mikä usein johtaa siihen, että kliinisen diagnoosin tai hoidon ja yksilön todellisten tarpeiden välillä on ristiriita. Yksilöiden välistä vertailua varten ei edelleenkään ole vahvistettu objektiivisia indikaattoreita. Tämä integroitu pilottihanke on ensimmäinen laajamittainen, multimodaalinen aivojen dekoodaustutkimus kipuherkkyydestä. Tutkimme kivun herkkyyden aivojen verkkotunnusta analysoimalla elektroenkefalogrammin (EEG) signaaleja ja magneettikuvausta (MRI). Sillä välin integroimme synnynnäiset, ympäristölliset ja ihmisyyteen liittyvät tekijät edellä mainittujen aivoverkostojen allekirjoitusten kanssa luodaksemme multimodaalisen objektiivisen mallin kipuherkkyydestä koneoppimisen avulla. Tämä tutkimusryhmä koostuu yli 30 lääkäristä, tiedemiehestä ja IT-asiantuntijasta sekä kansainvälisistä yhteistyökumppaneista, joilla on asiantuntemusta neurotieteen, lääketieteellisen kuvantamisen ja ihmisfilosofian aloilta. Viisi eliittiryhmää muodostavat tämän kansainvälisen tutkimusryhmän ja perustavat viisi monitieteistä alaprojektia: Osaprojekti A: Kipuherkkyys ja siihen liittyvät synnynnäiset ja ympäristötekijät Osaprojekti B: Kipuherkkyyden sähköfysiologiset aivojen tunnusmerkit Osaprojekti C: Aivojen magneettikuvaus kivun herkkyyden tunnusmerkit Osaprojekti D: Innovatiivinen aivojen tietokonerajapinta (BCI) -tekniikka kipuherkkyyden mittaamisessa ja ennustamisessa Osaprojekti E: Kipu ja taide: neuro-mentaaliset mekanismit ja mahdolliset sovellukset Tässä integroidussa projektissa on kolme avainpiirrettä: tieteellinen uutuus, teknologia ja ihmisyys. Tieteellisen uutuuden osalta keskitymme koneoppimisen ja big data -sovellusten lisäksi syvään aivorakenteeseen, kuten aivorunkoon, jossa kuvanotto on ollut aiemmin vaikeaa. Kehitämme aivorungolle optimoidun MRI-sekvenssin ja EEG-protokollan. Teknisesti kehitämme puettavan EEG-korkin, johon on istutettu algoritmisiru kliinistä mittausta varten, joka dekoodaa kivun herkkyyden reaaliajassa. Ihmisyyden kannalta yhdistämme musiikin ja maalauksen arvostuksen tutkiaksemme niiden vaikutusta kivun herkkyyteen liittyviin aivoihin. Lisäksi kehitämme mahdollisia taiteen interventiosovelluksia kivun modulaatiossa. Odotamme tämän pilottihankkeen saavuttavan seuraavat neljä tavoitetta:

1. Perustaa Taiwanin kipuherkkyystietokanta. Samalla selvitetään yksilön synnynnäisten ja ympäristötekijöiden ja aivoverkoston välisiä vuorovaikutuksia ja tunnistetaan kipuherkkyyteen liittyviä aivojen allekirjoituksia. (osaprojektit A, B, C)
2. Vahvistaa aivojen allekirjoitukset kipuherkkyyden ennustamiseksi koneoppimisen avulla. Lisäksi kehittää puettavia laitteita, kuten EEG-korkki laajaan otosseulontaan yhdistämällä aivo-tietokone-rajapinta teollisuuden ja yliopiston yhteistyön kautta (alaprojektit B, C, D)
3. Tutkia kivun herkkyyteen liittyvien aivojen plastisuutta sensorisella modulaatiolla, kuten musiikilla, maalauksen arvostuksella tai transkutaanisella sähköisellä hermostimulaatiolla, ja tutkia kivun modulaation sovellusmahdollisuuksia (alaprojektit B, C, D, E)
4. Tämän kansainvälisen tutkimusryhmän yhteistyömallin pohjalta viljelemme nuoria tutkijoita, edistämme akateemista vuorovaikutusta eri tiimien jäsenten välillä sekä parannamme Taiwanin kansainvälistä näkyvyyttä ja kilpailukykyä (osaprojektit A, B, C, D, E)