癫痫早期预警系统可以减少误报

癫痫影响着全球5000万人，但在其中三分之一的病例中，药物无法阻止癫痫发作。一种解决办法是向大脑发射短脉冲，在癫痫开始爆发时将其扑灭。但为实现这一目的而设计的大脑植入物遇到了一个顽固的问题:太多的错误警报，引发了不必要的治疗。为了解决这个问题，约翰霍普金斯大学的生物医学工程师设计了新的癫痫检测软件，在早期测试中，该软件可以显著减少癫痫患者接收到的不必要电流脉冲的数量。

Sridevi V. Sarma是生物医学工程他领导了这项改进抗癫痫技术的工作，该技术可以向大脑发送少量电流大脑控制癫痫发作．

Sarma说:“这些设备使用算法——一系列数学步骤——来确定何时进行治疗。”“它们非常擅长检测癫痫即将发生的时间，但它们也会产生很多假阳性，有时一天内会有数百个。如果你太频繁地给大脑通电，我们不知道会对健康造成什么影响。此外，过多的虚惊会缩短为设备供电的电池的寿命，必须通过手术更换电池。”

她的新软件进行了实时测试大脑的活动从四名耐药癫痫患者收集的录音，他们在接受监测时经历了癫痫发作。在最近发表在杂志上的一项研究中癫痫与行为在美国，Sarma的团队报告称，该系统取得了卓越的结果，包括对实际癫痫发作的完美检测，以及在未发生癫痫发作时减少高达80%的报警。虽然该测试没有在临床环境下对患者进行，但结果是有希望的。

Sarma说:“我们在开发足够敏感的软件方面取得了很大进展，该软件可以检测到即将发生的癫痫，而不会引发大量的错误警报。”进一步的微调正在进行中，使用了来自约翰霍普金斯医院100多名癫痫患者的大脑记录，该医院的几名癫痫医生也参与了这项研究。Sarma说，她希望在两到四年内看到她的系统被植入到大脑植入物中，可以在耐药癫痫患者身上进行测试。

约翰霍普金斯癫痫中心神经学教授、主任Gregory K. Bergey医学博士说:“人们对应用反应性或闭环疗法治疗癫痫发作越来越感兴趣。”“这种设备已经在人类身上进行了测试，但这种疗法要想对癫痫患者有用，就需要早期检测到注定会成为癫痫发作的异常大脑活动。必须在癫痫发作的几秒钟内，在癫痫蔓延到导致意识改变等致残症状之前进行检测。”

他补充说:“开发既能提供这种早期检测，又不被大脑活动触发、不会成为临床癫痫的检测方法一直是一个真正的挑战。萨尔玛博士的团队深知这一点的重要性。他们的检测算法的应用已经产生了有希望的初步结果，为进一步研究更多患者的癫痫提供了依据。”

在试图解决癫痫假警报问题时，Sarma利用了她在电气工程方面的训练，特别是一门叫做控制理论的学科。“我们决定从大脑中信号的起源开始，”她说。

Sarma的团队比较了癫痫患者在发作前、发作中和发作后的脑电数据。研究人员观察了这种活动是如何随着时间变化的，特别是在癫痫发作开始时。她说:“我们想弄清楚什么时候是进行治疗以阻止癫痫发作的最佳时间。”团队成员“训练”他们的系统去寻找那个时刻而不触发错误警报。

理想的情况是，Sarma希望有一天能看到她的软件嵌入到一个微型芯片中，可以持续检测大脑中的电活动，并在癫痫刚开始形成时启动电刺激。该设备将作为一个闭环系统运行，类似于恒温器，将房间温度保持在一个恒定、舒适的水平。

萨尔玛在接受教育的较晚阶段才对大脑疾病产生兴趣。她在康奈尔大学获得电气工程学士学位，然后在麻省理工学院获得电气工程和计算机科学硕士和博士学位。然而，在攻读博士期间，她辅修了神经科学。为了一堂课，她对她的阿姨进行了一个案例研究。她的阿姨在29岁时患上了帕金森症，在药物治疗方面遇到了困难。萨尔玛说，看着姑姑的病情是一种精神消耗的经历，她想知道自己的训练是否能有所帮助。“我真的很想了解这种疾病的神经生物学回路，”她说。

这让萨尔玛了解了更多关于大脑深度刺激的知识，使用电脉冲治疗大脑疾病，如帕金森氏症和癫痫．她完成了麻省理工学院大脑和认知科学系的博士后奖学金，并成为麻省总医院和哈佛医学院的神经科学研究助理。

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