Multimodal hjärnavkodning av smärtkänslighet

Smärta är den vanligaste orsaken till funktionshinder i världen. Smärtkänsligheten hos individer varierar dock i stor utsträckning, vilket ofta resulterar i bristande överensstämmelse mellan klinisk diagnos eller behandling och individens faktiska behov. Det finns fortfarande inga fastställda objektiva indikatorer för jämförelser mellan individer. Detta integrerade pilotprojekt är den första storskaliga multimodala hjärnavkodningsstudien för smärtkänslighet. Vi kommer att utforska hjärnnätverkets signatur för smärtkänslighet genom att analysera elektroencefalogram (EEG) signaler och magnetisk resonanstomografi (MRT.) Under tiden kommer vi att integrera de medfödda, miljömässiga och mänskliga faktorerna med ovannämnda hjärnnätverkssignaturer för att etablera en multimodal objektiv modell för smärtkänslighet med hjälp av maskininlärning. Detta forskarteam består av mer än 30 läkare, forskare och IT-experter, tillsammans med internationella samarbetspartners med expertis inom områdena neurovetenskap, medicinsk bildbehandling och mänsklig filosofi. De fem elitgrupperna utgör detta internationella forskarlag och etablerar fem tvärvetenskapliga delprojekt: Delprojekt A： Smärtkänslighet och associerade medfödda och miljöfaktorer Delprojekt B： Elektrofysiologiska hjärnsignaturer för smärtkänslighet Delprojekt C： MRT-hjärna signaturer för smärtkänslighet Delprojekt D： Innovativ hjärndatorgränssnittsteknik (BCI) för mätning och förutsägelse av smärtkänslighet Delprojekt E： Smärta och konst: neuro-mentala mekanismer och potentiella tillämpningar Det finns tre nyckelfunktioner i detta integrerade projekt: vetenskaplig nyhet, teknik och mänsklighet. När det gäller vetenskaplig nyhet kommer vi, förutom maskininlärning och big data-applikationer, att fokusera på den djupa hjärnstrukturen som hjärnstammen, där bildinhämtning har varit svår tidigare. Vi kommer att utveckla en MRT-sekvens och EEG-protokoll optimerat för hjärnstammen. När det gäller teknik kommer vi att utveckla en bärbar EEG-keps implanterad med algoritmchip för klinisk mätning för att avkoda smärtkänsligheten i realtid. När det gäller mänskligheten kommer vi att kombinera musik- och målaruppskattning för att utforska deras inverkan på hjärnans signaturer relaterade till smärtkänslighet. Vidare kommer vi att utveckla potentiella tillämpningar av konstintervention i smärtmodulering. Vi förväntar oss att detta pilotprojekt ska uppnå följande fyra mål:

1. Att upprätta en taiwanesisk databas över smärtkänslighet. Samtidigt, för att klargöra interaktionerna mellan individens medfödda och miljöfaktorer och hjärnnätverket, och för att identifiera hjärnsignaturer relaterade till smärtkänslighet. (delprojekt A, B, C)
2. För att bekräfta hjärnans signaturer för att förutsäga smärtkänsligheten med hjälp av maskininlärning. Dessutom att utveckla bärbara enheter som EEG-kåpa för stor provscreening genom att kombinera hjärn-dator-gränssnittet genom industri-universitetssamarbetet (delprojekt B, C, D)
3. Att utforska plasticiteten hos hjärnsignaturer relaterade till smärtkänslighet genom sensorisk modulering som musik, målningsuppskattning eller transkutan elektrisk nervstimulering, och att utforska tillämpningspotentialen för smärtmodulering (delprojekt B, C, D, E)
4. Baserat på samarbetsmodellen för detta internationella forskarlag kommer vi att odla unga forskare och främja akademisk interaktion mellan olika teammedlemmar och förbättra Taiwans internationella synlighet och konkurrenskraft (delprojekt A, B, C, D, E)