「バーチャルブレイン」に基づくてんかんにおける電生理学的信号の解釈

概要

てんかんは主要な神経疾患であり、人口の約0.5から1％に影響を与えます。これは非常に困難な病気であり、生活の質に大きな影響を与えます。多くの場合、薬は発作を予防できません。そのため、発作を引き起こす領域の外科的切除が患者を治療する唯一の方法となりますが、結果は発作源の正確な境界の設定に大きく依存します。 この文脈では、「仮想脳」の形で提供される計算モデルは、制御された環境で異なる配置の源の影響を調べるための強力なツールです。 このプロジェクトでは、生物学的にリアルな方法でMEG（磁気脳図法）とEEG（電気脳図法）の電場を異なる脳源の配置によって生成するシミュレーションを提供します。これらの配置は空間的および動的な特性で異なります。研究仮説は、計算モデルと生体物理学モデルがMEGとEEGで測定された信号の臨床解釈に重要な情報を提供できるというものです。特に、仮説は電生理学的データを分析する際にてんかん学者が直面するいくつかの補完的な質問を効果的に解決するのに役立ちます。 この戦略は三つの段階で構成されます： i) てんかん脳で観察された過剰興奮と過剰同期の変化を再現する動的要素と、患者で実施された実際のトラクトグラフィー測定に基づくリアルな幾何形状を持つ仮想脳モデルを構築します。 ii) コンピュータクラスター上で実装された並列計算を使用して、源の配置のパラメータ空間を探索します。 iii) これらのシミュレーションの結果をEEG、MEGおよび脳内EEG（ステレオテクトログラフィー、ステレオ電脳図法（SEEG））の同時記録と比較します。モデルはSEEG信号に調整され、表面信号と比較してモデルが実際のMEGとEEG信号を表現する能力を検証します。 このプロジェクトは理論的神経科学と数学から臨床研究への転換的な取り組みです。プロジェクトの最初の成果は、特定の状況でEEG、MEGおよびSEEGで観察された信号に起因する可能性のある配置の数を評価するためのシミュレーションデータベースです。第二の成果であり、主要な成果は、医師がユーザーフレンドリーな方法で過剰興奮領域の可能性のある配置をテストするためのソフトウェアプラットフォームにアクセスできるようにすることです。さらに、コミュニティに代表例をウェブサイトを通じて提供し、異なる信号処理方法の結果を同じ「事実」データに対して比較するための未来の研究に使用することができます。