Multimodalne dekodowanie wrażliwości na ból w mózgu

Ból jest główną przyczyną niepełnosprawności na całym świecie. Jednak wrażliwość na ból poszczególnych osób jest bardzo zróżnicowana, co często skutkuje niedopasowaniem diagnozy klinicznej lub leczenia do rzeczywistych potrzeb danej osoby. Nadal nie ma ustalonych obiektywnych wskaźników do porównań między osobami. Ten zintegrowany projekt pilotażowy jest pierwszym multimodalnym badaniem dekodowania mózgu pod kątem wrażliwości na ból na dużą skalę. Zbadamy sygnaturę sieci mózgowej wrażliwości na ból, analizując sygnały elektroencefalogramu (EEG) i obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI). W międzyczasie zintegrujemy czynniki wrodzone, środowiskowe i ludzkie z wyżej wymienionymi sygnaturami sieci mózgowych, aby ustanowić multimodalny obiektywny model wrażliwości na ból za pomocą uczenia maszynowego. Ten zespół badawczy składa się z ponad 30 lekarzy, naukowców i ekspertów IT, a także międzynarodowych współpracowników z doświadczeniem w dziedzinie neuronauki, obrazowania medycznego i filozofii człowieka. Pięć elitarnych grup tworzy ten międzynarodowy zespół badawczy i ustanawia pięć multidyscyplinarnych podprojektów: Podprojekt A: Wrażliwość na ból oraz związane z nią czynniki wrodzone i środowiskowe Podprojekt B: Elektrofizjologiczne sygnatury wrażliwości na ból w mózgu Podprojekt C: MRI mózgu sygnatury wrażliwości na ból Podprojekt D: Innowacyjna technologia mózgowo-komputerowego interfejsu (BCI) w pomiarze i przewidywaniu wrażliwości na ból Podprojekt E: Ból i sztuka: mechanizmy neuro-mentalne i potencjalne zastosowania Istnieją trzy kluczowe cechy tego zintegrowanego projektu: naukowy nowość, technologia i człowieczeństwo. Jeśli chodzi o nowość naukową, oprócz uczenia maszynowego i zastosowań big data, skupimy się na głębokich strukturach mózgu, takich jak pień mózgu, w których pozyskiwanie obrazu było w przeszłości trudne. Opracujemy sekwencję MRI i protokół EEG zoptymalizowany pod kątem pnia mózgu. Jeśli chodzi o technologię, opracujemy nadającą się do noszenia nasadkę EEG z wszczepionym chipem algorytmu do pomiarów klinicznych w celu dekodowania wrażliwości na ból w czasie rzeczywistym. Jeśli chodzi o ludzkość, połączymy docenienie muzyki i malarstwa, aby zbadać ich wpływ na sygnatury mózgu związane z wrażliwością na ból. Ponadto opracujemy potencjalne zastosowania interwencji sztuki w modulacji bólu. Oczekujemy, że ten projekt pilotażowy pozwoli osiągnąć cztery następujące cele:

1. Ustanowienie tajwańskiej bazy danych wrażliwości na ból. W międzyczasie, aby wyjaśnić interakcje między czynnikami wrodzonymi i środowiskowymi jednostki a siecią mózgową oraz zidentyfikować sygnatury mózgowe związane z wrażliwością na ból. (podprojekty A, B, C)
2. Aby potwierdzić sygnatury mózgu do przewidywania wrażliwości na ból za pomocą uczenia maszynowego. Ponadto opracowanie urządzeń do noszenia, takich jak czepek EEG do badań przesiewowych dużych próbek, poprzez połączenie interfejsu mózg-komputer w ramach współpracy przemysł-uniwersytet (podprojekty B, C, D)
3. Zbadanie plastyczności sygnatur mózgowych związanych z wrażliwością na ból poprzez modulację sensoryczną, taką jak muzyka, docenienie malarstwa lub przezskórna elektryczna stymulacja nerwów, oraz zbadanie potencjału zastosowania modulacji bólu (podprojekty B, C, D, E)
4. W oparciu o model współpracy tego międzynarodowego zespołu badawczego będziemy pielęgnować młodych naukowców i promować interakcje akademickie między różnymi członkami zespołu oraz poprawiać międzynarodową widoczność i konkurencyjność Tajwanu (podprojekty A, B, C, D, E)