"基于虚拟大脑的癫痫电生理信号解读"

简要摘要

癫痫是一种主要的神经系统疾病，影响着大约0.5%至1%的人口。这是一种非常令人衰弱的疾病，对生活质量有很高的影响。在大量病例中，药物无法预防癫痫发作；此时，切除负责癫痫发作的区域是治愈患者的唯一途径。然而，结果关键取决于对癫痫源区的正确界定。 在这种情况下，以“虚拟大脑”的形式进行的计算建模是一种强大的工具，可以在一个受控的环境中研究不同源配置对测量的影响。 在这个项目中，将向参与者提供以生物现实的方式模拟不同脑源配置产生的MEG（磁脑电图）和EEG（脑电图）场，这些场在空间和动态特性方面将有所不同。研究假设是，计算和生物物理模型可以为临床解释MEG和EEG测量的信号提供关键信息。特别是，这个假设可以帮助癫痫学家在分析电生理数据时有效地解决一些补充问题。 策略将分为三步： i) 构建具有动态方面（复制在癫痫大脑中观察到的超兴奋性和超同步化改变）和基于实际在患者中进行的实际束追踪测量的现实几何形状的虚拟大脑模型。 ii) 通过在计算机集群上实现的并行计算，通过大规模模拟源配置来探索参数空间。 iii) 将这些模拟的结果与EEG、MEG和颅内EEG（立体定向EEG，立体电脑电图（SEEG））的同步记录进行对比。模型将在SEEG信号上进行调整，并与表面信号进行对比，以验证模型表示真实MEG和EEG信号的能力。 该项目是从理论神经科学和数学向临床研究转化的一项努力。项目的一个初步成果将是一个模拟数据库，它将允许在特定情况下评估可能产生观察到的EEG、MEG和SEEG信号的配置数量。项目的第二个——也是主要的一个——成果将是向临床医生提供一个软件平台，该平台允许以用户友好的方式测试可能的高兴奋性区域的配置。此外，将通过一个网站向社区提供代表性示例，该网站将允许其在未来旨在对比不同信号处理方法对同一“真实”数据结果的研究中使用。