חוקרים מפענחים את מצב הרוח מאיתותים במוח האנושי

התמוטטות - מייקל רופרט (יוני 2019).

Anonim

על ידי פיתוח טכנולוגיה חדשה של פענוח, צוות של מהנדסים ורופאים מאוניברסיטת דרום קליפורניה (USC) ו- UC סן פרנסיסקו גילו כיצד ניתן לפענח את שינויים במצב הרוח מסמלים עצביים במוח האנושי - תהליך שלא הוכח תַאֲרִיך.

המחקר שלהם, שפורסם בכתב העת Nature Biotechnology, הוא צעד משמעותי לקראת יצירת טיפולים חדשים של לולאה סגורה המשתמשת בגירוי מוחי לטיפול בהפרעות במצבי רוח וחרדה במיליוני חולים שאינם מגיבים לטיפולים הקיימים.

עוזר פרופסור ו ויטרבי קריירה מוקדמת יו"ר מרים Shanechi של מינג Hieieh המחלקה להנדסת חשמל תוכנית בוגר מדעי המוח ב USC הוביל את הפיתוח של טכנולוגיית פענוח, פרופסור לכירורגיה נוירולוגית אדוארד צ 'נג ב UCSF הובילה את ההשתלה האנושית ואת איסוף הנתונים המאמץ. החוקרים תמכו בתוכנית SUBNETS של פרויקטי מחקר מתקדמים של הסוכנות לפיתוח טכנולוגיות ביו-רפואיות חדשות לטיפול במחלות נוירולוגיות בלתי נסבלות.

הצוות גייס שבעה מתנדבים אנושיים בקרב קבוצה של חולי אפילפסיה שכבר היו להם אלקטרודות תוך גולגולתיים שהוכנסו למוחם לניטור קליני סטנדרטי לאיתור התקפים. אותות מוח בקנה מידה גדול נרשמו מהאלקטרודות הללו במתנדבים על פני מספר ימים ב- UCSF, בעוד שהם דיווחו לסירוגין על מצבי הרוח שלהם באמצעות שאלון. Shanechi ותלמידיה, Omid Sani ו Yuxiao יאנג, השתמשו בנתונים אלה כדי לפתח טכנולוגיה פענוח חדש שיכול לחזות שינויים במצב הרוח לאורך זמן מן אותות המוח בכל נושא אנושי, יעד unachievable עד כה.

"מצב הרוח מיוצג על פני מספר אתרים במוח ולא באזורים מקומיים, ולכן פענוח מצב הרוח מציג אתגר חישובי ייחודי", אמר Shanechi. "האתגר הזה מקשה יותר על העובדה שאין לנו הבנה מלאה של האופן שבו אזורים אלה מרכזים את פעילותם כדי לקודד את מצב הרוח ואת מצב הרוח הזה קשה להעריך.כדי לפתור את האתגר הזה, אנחנו צריכים לפתח מתודולוגיות פענוח חדש המשלבים אותות עצביים מאתרי מוח מופצים תוך התמודדות עם הזדמנויות נדירות למדידת מצבי רוח ".

כדי לבנות את מפענח, Shanechi וצוות החוקרים ניתחו אותות מוח שנרשמו מתוך אלקטרודות תוך גולגולתי בשבעת מתנדבים אנושיים. אותות מוח גולמיים נרשמו ברציפות על פני אזורים במוח המופץ, בעוד שהמטופלים דיווחו על מצבי הרוח שלהם באמצעות שאלון מבוסס טבליות.

בכל אחת משתי השאלות, המטופל התבקש "לדרג את הרגשתך עכשיו" על ידי הקשה על אחד מ -7 הלחצנים על רצף בין זוג של מצבי מצב רוח שלילי וחיובי (למשל, "מדוכא" ו "מאושר"). ציון גבוה יותר התאים למצב רוח חיובי יותר.

באמצעות המתודולוגיה שלהם, החוקרים הצליחו לחשוף את דפוסי אותות המוח התואמים את מצבי הרוח המדווחים. לאחר מכן הם השתמשו בידע זה כדי לבנות מפענח כי היה לזהות באופן עצמאי את דפוסי האותות המתאימים למצב רוח מסוים. לאחר שהמפענח נבנה, הוא מדד את אותות המוח לבדו כדי לחזות שינויים במצב הרוח בכל חולה במשך מספר ימים.

פתרון אפשרי לתנאים נוירופסיכיאטריים שלא ניתן לטפל בהם?

צוות ה- USC / UCSF מאמין שהממצאים שלהם יכולים לתמוך בפיתוח טיפולים חדשים לגירוי מוחי לרגלי מצב רוח ולפרעות חרדה.

מנתוני הסקר הארצי על שימוש בסמים ובריאות עולה כי 16.2 מיליון מבוגרים בארצות הברית (כ -6.7% מכלל המבוגרים בארה"ב) סבלו לפחות מאורע דיכאוני אחד. טיפולים כגון מעכבי ספיגה חוזרת של סרוטונין (SSRI) יכולים להיות יעילים אצל חלק מהמטופלים, אך לא כולם.

על פי המחקרים של המכון הלאומי לבריאות STAR * D - המחקר הארוך ביותר להערכת טיפולי דיכאון - כמעט 33% מחולי הדיכאון העיקריים אינם מגיבים לטיפול (יותר מ -5.3 מיליון אנשים בארה"ב בלבד). כמו כן, ביוני 2018, המרכזים לבקרת מחלות ומניעתן דיווחו כי ההתאבדות נמצאת במגמת עלייה בארה"ב

עבור מיליוני חולים עמידים לטיפול, טיפולים אלטרנטיביים עשויים להיות יעילים. לדוגמה, מחקרים הדמיה אנושית באמצעות טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) והדמיה תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) הראו כי מספר אזורי מוח מתווכים דיכאון, ולכן טיפולים לגירוי המוח שבהם אזור רלוונטי מבחינה רוחנית עשוי להיות מיושם על מנת להקל סימפטומים דיכאוניים. בעוד טיפולי גירוי מוחי לולאה פתוחה מחזיקים בהבטחה מסוימת, טיפול מדויק ויעיל יותר עשוי להצריך גישה של לולאה סגורה, שבה מעקב אובייקטיבי אחר מצב הרוח לאורך זמן מנחה את אופן הגירוי.

לדברי Shanechi, עבור מתרגלים קליניים, כלי פענוח רב עוצמה יספק את האמצעים כדי להגדיר בבירור, בזמן אמת, רשת של אזורים במוח התומכים בהתנהגות רגשית.

"המטרה שלנו היא ליצור טכנולוגיה המסייעת לרופאים לקבל מפה מדויקת יותר של מה שקורה במוח מדוכא ברגע מסוים בזמן, וכדי להבין מה שסימן המוח אומר לנו על מצב הרוח, זה יאפשר לנו לקבל הערכה אובייקטיבית יותר של מצב הרוח לאורך זמן כדי להנחות את מהלך הטיפול עבור המטופל נתון ", אמר Shanechi. "לדוגמה, אם אנו יודעים את מצב הרוח בזמן נתון, אנו יכולים להשתמש בו כדי להחליט אם או איך גירוי חשמלי צריך להיות מועבר למוח באותו רגע כדי להסדיר את הרגשות הקשים, מתיש של רגש.הטכנולוגיה פותחת את האפשרות של חדש טיפולים מותאמים אישית להפרעות נוירופסיכיאטריות כמו דיכאון וחרדה למיליונים שאינם מגיבים לטיפולים מסורתיים ".

הטכנולוגיה החדשה של פענוח, הסביר Shanechi, יכולה גם להיות מורחבת כדי לפתח מערכות לולאה סגורה לתנאים נוירופסיכיאטריים אחרים כגון כאב כרוני, התמכרות או הפרעת דחק פוסט טראומטית שקורלציה עצבית שלהם שוב אינה ממוקמת באופן אנטומי, אלא מרחיבה רשת מבוזרת של אזורי המוח, ואשר ההערכה ההתנהגותית שלהם קשה ולכן לא זמין לעתים קרובות.

menu
menu