Интерпретация электрофизиологических сигналов при эпилепсии на основе «виртуального мозга» (VIBRATIONS)

Эпилепсия — серьезное неврологическое расстройство, поражающее от 0,5 до 1% населения. Это очень инвалидизирующее заболевание, сильно влияющее на качество жизни. В большинстве случаев лекарства не могут предотвратить судороги; хирургическое удаление областей, ответственных за судороги, является единственным способом вылечить пациентов. Однако результаты в решающей степени зависят от правильного разграничения эпилептогенной зоны.

В этом контексте вычислительное моделирование в форме «виртуального мозга» является мощным инструментом для исследования влияния различных конфигураций источников на показатели в хорошо контролируемой среде.

В этом проекте участникам будет предложено биологически реалистично смоделировать поля МЭГ (Магнитоэнцефалография) и ЭЭГ (Электроэнцефалография), создаваемые разными конфигурациями источников мозга, которые будут различаться по пространственным и динамическим характеристикам. Гипотеза исследования состоит в том, что вычислительные и биофизические модели могут предоставить важную информацию для клинической интерпретации сигналов, измеренных МЭГ и ЭЭГ. В частности, гипотеза может помочь эффективно ответить на некоторые дополнительные вопросы, с которыми сталкиваются эпилептологи при анализе электрофизиологических данных.

Стратегия будет тройной:

i) Построить виртуальные модели мозга как с динамическими аспектами (воспроизводящими гипервозбудимость и изменения гиперсинхронизации, наблюдаемые в эпилептическом мозге), так и с реалистичной геометрией, основанной на фактических измерениях трактографии, выполненных у пациентов. ii) Исследуйте пространство параметров с помощью крупномасштабного моделирования исходных конфигураций. , используя параллельные вычисления, реализованные на вычислительном кластере.

iii) Сравните результаты этих симуляций с одновременными записями ЭЭГ, МЭГ и внутримозговой ЭЭГ (стереотактическая ЭЭГ, стереоэлектроэнцефалография (СЭЭГ)). Модели будут настроены на сигналы SEEG и протестированы по сравнению с поверхностными сигналами, чтобы подтвердить способность моделей представлять реальные сигналы MEG и EEG.

Проект представляет собой переход от теоретической нейронауки и математики к клиническим исследованиям. Первым результатом проекта будет база данных моделирования, которая позволит в данной ситуации оценить количество конфигураций, которые могли привести к наблюдаемым сигналам в ЭЭГ, МЭГ и СЭЭГ. Вторым и основным результатом проекта будет предоставление врачам доступа к программной платформе, которая позволит тестировать возможные конфигурации гипервозбудимых областей в удобной для пользователя форме. Кроме того, репрезентативные примеры будут доступны сообществу через веб-сайт, что позволит использовать их в будущих исследованиях, направленных на сопоставление результатов различных методов обработки сигналов на одних и тех же «наземных данных».