Zaawansowane narzędzie cyfrowe oferuje lepsze wsparcie dla operacji u pacjentów z padaczką

Padaczka, choroba, na którą cierpi około 50 milionów osób na całym świecie, jest nieuleczalna. Według Światowej Organizacji Zdrowia właściwa diagnoza i odpowiednie leczenie mogłyby uchronić przed atakami nawet 70 % chorych. W przypadku pacjentów, u których terapia farmakologiczna nie przynosi efektów, alternatywą jest głęboka stymulacja mózgu – terapia, w trakcie której w mózgu pacjenta umieszczane są elektrody. Innym rozwiązaniem jest operacja, która wymaga usunięcia stref epileptogennych – tych obszarów mózgu, w których inicjowane są ataki. „Powodzenie operacji zależy od możliwie dokładnego zlokalizowania tych obszarów, ale w praktyce klinicznej okazuje się to bardzo trudne. Dlatego odsetek skutecznych operacji utrzymuje się ciągle na poziomie 60 %”, wyjaśnia w informacji prasowej opublikowanej na stronie „EurekAlert!”dr Viktor Jirsa z Uniwersytetu Aix-Marseille. „Poprawa w tym zakresie wpłynęłaby na komfort życia wielu pacjentów”.

Jej źródłem jest narzędzie obliczeniowe o nazwie Wirtualny Mózg (ang. The Virtual Brain, TVB, wykorzystywane do symulacji występowania oznak ataków padaczkowych w mózgu pacjenta. Narzędzie, opracowane początkowo przez Jirsę i jego zespół, może pomóc neurochirurgom wskazywać dotknięte zmianami obszary mózgu z większą dokładnością i w ten sposób przyczyniać się do podniesienia odsetka skutecznych operacji. Badacze są obecnie na etapie przeprowadzania badań klinicznych, które pozwolą ocenić, jak skuteczne w planowaniu operacji związanych z padaczką będą spersonalizowane modele mózgu przygotowane za pomocą TVB.Dzięki wsparciu z finansowanego ze środków UE projektu HBP SGA3 (ostatniego z czterech etapów projektu Human Brain Project (HBP)) zespół może korzystać z nowej cyfrowej infrastruktury badawczej o nazwie EBRAINS, która dzięki zastosowaniu danych z atlasu mózgu o wysokiej rozdzielczości podnosi dokładność TVB. Według Jirsy tylko EBRAINS jest w stanie uzyskać pomiary „na tak wielką skalę i z taką rozdzielczością”. Następnie stwierdza: „Tu dane pochodzące z mózgu są przygotowywane i integrowane pod kątem użycia przez wysoko wydajne narzędzia obliczeniowe i informatyczne. Platforma EBRAINS umożliwia zastosowanie uczenia głębokiego oraz innych metod, które pozwalają określić konfigurację najbliższą zarejestrowanej dynamice mózgu pacjenta. To ważny krok, który pomoże z większą dokładnością wskazywać strefy epileptogenne w mózgu”. Możliwości infrastruktury EBRAINS zostały ukazane w dostępnym w serwisie YouTube filmie.

Dyrektor generalny EBRAINS i HBP Paweł Świeboda opisuje narzędzie TVB Jirsy jako „jedno z wielu przełomowych osiągnięć wypływających z połączenia najnowszej wiedzy naukowców pracujących nad projektem Human Brain Project oraz z najbardziej zaawansowanej technologicznie infrastruktury badawczej EBRAINS”. Dzieli się również swoimi ambicjami: „Zależy nam, żeby platforma EBRAINS przyczyniła się w przyszłości do dokonania kolejnych postępów w zakresie leczenia mózgu. Jednocześnie zapraszamy uczonych z różnych dziedzin, między innymi zajmujących się neuronauką, neuroinżynierią czy neurotechnologią, do sprawdzania możliwości platformy EBRAINS pod kątem usprawniania ich własnych badań”.

Projekt badawczy HBP, jeden z największych na świecie, zrzesza naukowców i inżynierów z ponad 140 uczelni, szpitali uniwersyteckich oraz ośrodków badawczych w całej Europie. „Multidyscyplinarne podejście charakteryzujące projekt HBP, pozwalające uzyskać metodą analizy danych typu big data i na podstawie badań neuroobrazów informacje z zakresu neuronauki, wspierane przez modelowanie mózgu i zaawansowane obliczenia to istotny motor postępu badań nad mózgiem oraz metoda wprowadzania innowacji w życie pacjentów i społeczeństwa”, zauważa dyrektor ds. badań naukowych w projekcie HBP Katrin Amunts. Trzyletnia realizacja projektu HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) zakończy się w marcu 2023 roku.

Więcej informacji:

strona projektu Human Brain Project