Teknologi pencitraan fungsional baru secara dinamis memetakan sumber sinyal dan jaringan yang mendasari di dalam otak – ScienceDaily

Teknologi pencitraan fungsional baru secara dinamis memetakan sumber sinyal dan jaringan yang mendasari di dalam otak – ScienceDaily


Menandai tonggak utama dalam perjalanan untuk memenuhi tujuan inisiatif NIH BRAIN, penelitian oleh Kepala Departemen Teknik Biomedis Carnegie Mellon Bin He memajukan elektroensefalografi densitas tinggi (EEG) sebagai paradigma masa depan untuk neuroimaging fungsional dinamis.

NIH Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative memotivasi para peneliti untuk “menghasilkan gambaran dinamis baru yang revolusioner tentang otak yang, untuk pertama kalinya, menunjukkan bagaimana sel-sel individu dan sirkuit saraf yang kompleks berinteraksi dalam ruang dan waktu.” Teknik ideal untuk pencitraan otak manusia fungsional – salah satu prioritas utama inisiatif – akan menggambarkan aktivitas otak dengan resolusi temporal tinggi, resolusi spasial tinggi, dan cakupan spasial yang luas.

Carnegie Mellon Dia telah membuat lompatan besar ke depan untuk bidang neuroimaging fungsional. Sebuah studi yang didanai NIH yang berlangsung beberapa tahun dan memeriksa lusinan pasien epilepsi telah menghasilkan teknologi pencitraan sumber baru yang menggunakan rekaman EEG densitas tinggi untuk memetakan jaringan otak yang mendasarinya. Diterbitkan di Komunikasi Alam, penelitian ini adalah langkah besar untuk membangun kemampuan untuk menggambarkan fungsi dan disfungsi otak manusia secara dinamis. Ini dapat memberikan wawasan penting tentang di mana dan bagaimana pemrosesan informasi yang mendasarinya terjadi.

EEG telah lama menjadi salah satu metode fungsional paling efektif yang tersedia untuk pemetaan otak manusia. Dibutuhkan pembacaan dalam hitungan milidetik, namun teknologinya masih kesulitan menentukan tingkat spasial aktivitas di dalam otak. Pendekatan yang diajukan oleh He dan timnya dapat secara akurat memperkirakan untuk pertama kalinya ukuran dan cakupan area aktif di dalam otak menggunakan EEG kepadatan tinggi, serta interaksi antar wilayah yang secara fungsional terkait. Temuan mereka divalidasi menggunakan rekaman klinis yang dibuat di Mayo Clinic, menganalisis total 1.027 lonjakan EEG dan 86 kejang yang tercatat dari 36 pasien.

Metode tim, yang disebut teknik fast spatio-temporal iteratives reweighted edge sparsity (FAST-IRES), menggunakan pembelajaran mesin untuk memperkirakan sumber sinyal dan aktivitas secara objektif karena bervariasi dari waktu ke waktu. Tidak seperti teknik pencitraan sebelumnya, teknik ini tidak memerlukan algoritme ad hoc atau intervensi manusia untuk menentukan jangkauan sumber dan hanya memerlukan masukan intuitif minimal dari dokter.

FAST-IRES dapat berdampak besar pada penelitian dan pengobatan berbagai gangguan neurologis dan mental seperti Alzheimer, Parkinson, stroke, nyeri kronis, dan bahkan depresi. Namun, metode ini secara unik dan paling langsung berdampak pada mereka yang menderita epilepsi yang resistan terhadap obat.

Sekitar satu persen dari populasi global menderita epilepsi, dan kira-kira sepertiga kasus resistan terhadap obat, membutuhkan intervensi bedah. Namun hingga saat ini, belum ada modalitas pencitraan non-invasif yang memiliki spesifisitas spasial untuk secara akurat menentukan zona epileptogenik (EZ), yang mewakili jumlah minimum jaringan yang harus diangkat untuk menghentikan kejang.

“Dengan menganalisis jaringan epilepsi dengan kerangka kerja FAST-IRES yang kami usulkan, kami telah menunjukkan bahwa EZ dapat ditentukan secara obyektif dan noninvasif dengan presisi tinggi dari rekaman EEG kepadatan tinggi di kulit kepala,” tulis He dan rekan penulisnya.

Ada temuan yang divalidasi terhadap pembacaan dari rekaman intrakranial invasif konvensional dan hasil bedah dari setiap pasien, membuktikan keefektifan FAST-IRES.

Studi ini juga menandai salah satu kali pertama EEG densitas tinggi digunakan untuk mempelajari serangan epilepsi. Teknologi pencitraan yang lebih kuat, mengemas lebih dari dua kali lipat elektroda yang umumnya digunakan dalam pengaturan klinis, sekarang tersedia untuk pasien yang dirawat di Mayo Clinic. Dia yakin bahwa dalam lima tahun ke depan, metodologi FAST-IRES akan mulai memengaruhi cara kita memahami sejumlah gangguan neurologis.

“Pekerjaan ini menunjukkan bahwa pencitraan sumber EEG dapat menjadi paradigma resolusi tinggi-spasial dan temporal non-invasif untuk teknologi pencitraan otak manusia, sebuah tujuan penting dari BRAIN Initiative.” ungkap He yang menjabat sebagai anggota Kelompok Kerja Multi Dewan NIH BRAIN 2015-2019.

Penelitiannya mungkin mengubah hidup mereka yang menderita epilepsi dan dapat bermanfaat bagi para peneliti dan dokter di bidang neurologi, bedah saraf, dan ilmu saraf manusia. Karya ini membawa NIH dan komunitas ilmiah selangkah lebih dekat untuk mencapai gambaran dinamis baru yang revolusioner tentang otak.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Togel Hongkong

Author Image
adminProzen