Personalizowana technika modelowania mózgu opracowana dzięki wsparciu finansowemu UE może pomóc w lokalizowaniu obszarów mózgu odpowiedzialnych za napady padaczkowe.
Badacze z Human Brain Project (HBP) opracowali zaawansowane metody modelowania mózgu, które mogą pomóc lekarzom w dokładniejszej identyfikacji tych obszarów mózgu, w których rozpoczynają się napady padaczkowe, przyczyniając się do poprawy rokowania leczenia chirurgicznego. Nowe personalizowane podejście do modelowania mózgu, opracowane dzięki wsparciu przez UE projektu HBP SGA3, zostało opisane w artykule naukowym opublikowanym w serwisie Science Translational Medicine.
Mniej więcej u co trzeciej osoby chorującej na epilepsję leczenie farmakologiczne przynosi tylko nieznaczną poprawę lub jest całkowicie nieskuteczne w kontrolowaniu napadów. W tej grupie pacjentów chirurgiczne usunięcie ogniska padaczkowego, tj. tego obszaru mózgu, w którym rozpoczyna się napad padaczkowy, jest jedyną potencjalnie skuteczną metodą leczenia. Pomimo dużego postępu w zakresie zastosowania metod inwazyjnych w ciągu ostatnich 20 lat rokowanie leczenia chirurgicznego tylko nieznacznie się poprawiło. Obecnie wskaźnik operacji zakończonych powodzeniem wynosi 60 %.Do skonstruowania i symulacji personalizowanych modeli sieci mózgowych zespół badaczy wykorzystał platformę typu open source o nazwie The Virtual Brain (TVB). Jest to usługa symulacyjna udostępniana za pośrednictwem cyfrowej infrastruktury badawczej EBRAINS stworzonej w ramach współfinansowanego ze środków UE projektu HBP. Platforma TVB została stworzona przez jednego z naukowców skupionych wokół projektu HBP, dr Viktora Jirsy z Uniwersytetu Aix-Marseille we Francji, partnera projektu HBP SGA3, i jego współpracowników.
Technologia ta umożliwia symulację nieprawidłowych wyładowań neuronów rozprzestrzeniających się na kolejne obszary w mózgu w trakcie napadu padaczkowego, pomagając lekarzom w zlokalizowaniu obszarów docelowych w mózgu i ich usunięciu podczas operacji. Jak czytamy w komunikacie prasowym zamieszczonym na stronie internetowej HBP, modele obliczeniowe tworzy się dla każdego pacjenta na podstawie „indywidualnych pomiarów parametrów anatomicznych, strukturalnych połączeń i danych na temat dynamiki mózgu”. Personalizowane symulacje prowadzą do stworzenia wirtualnego obrazu pacjenta z padaczką (ang. virtual epileptic patient, VEP), wiernie przedstawiającego indywidualne cechy każdego chorego. Z komunikatu dowiadujemy się ponadto, że podejście zastosowane przez badaczy zostało przetestowane na przykładzie licznych badań retrospektywnych, z których najnowsze opisano w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Epilepsia”.
VEP jest pierwszym modelem obliczeniowym do szacowania wielkości ogniska padaczkowego i organizacji jego sieci. Cechuje się ponadto wysoką precyzją w lokalizowaniu obszarów docelowych w porównaniu do stosowanych obecnie najnowocześniejszych podejść nie opartych na modelowaniu. Może nawet dostarczać informacji z tych rejonów mózgu, do których nie zostały wszczepione elektrody.
Metoda personalizowanego modelowania mózgu znajduje się obecnie w fazie testów w ramach zakrojonych na szeroką skalę badań klinicznych, w których wykorzystuje się ją jako narzędzie predykcyjne mające pomóc w przygotowaniu pacjenta do leczenia chirurgicznego. Badanie potrwa do 2025 roku.
Badacze wykorzystują infrastrukturę EBRAINS, aby dodatkowo zwiększyć zdolność przewidywania nowego narzędzia dzięki danym z atlasu mózgu o wysokiej rozdzielczości. „Neuromedycyna obliczeniowa musi dążyć do zintegrowania danych o mózgu o wysokiej rozdzielczości i szczegółowych danych na temat pacjenta”, stwierdza dr Jirsa. „Nasze podejście opiera się na technologii badawczej z obszaru EBRAINS, a jego wdrożenie nie byłoby możliwe, gdyby nie zakrojony na szeroką skalę i oparty na współpracy projekt HBP”. Projekt HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) zakończy się we wrześniu 2023 roku.
Więcej informacji:
poleca:
