“提升”更容易研究电刺激神经

杜克大学生物医学工程师开发了一个开源软件平台,自动三维电神经刺激建模。这可能让研究人员预测特定的神经将如何应对不同的刺激模式定制的电极。

研究者们希望这个平台能帮助研究人员创建精确模型的新治疗各种各样的疾病,包括糖尿病、风湿性关节炎和心血管疾病。

像一个心脏起搏器,植入人体神经刺激设备和程序发送有针对性的电脉冲的神经。这些电脉冲可以发起或抑制神经信号,改变器官的调节功能和治疗疾病。神经刺激是一个有前途的替代药物在某些情况下. .

这项研究发表在8月26日的在线杂志PLOS计算生物学。

某些电刺激疗法,比如迷走神经刺激,已经被证明是一个有效的治疗癫痫症和抑郁症等疾病的患者不应对传统的药物疗法。

“尽管有前途的临床前数据,将神经刺激的诊所是具有挑战性的,因为有很多变化在动物和人类之间的神经解剖学,甚至人,”妮可Pelot说,生物医学工程实验室的研究主管沃伦•杜克大学烧烤。需要选择不同的电极或刺激参数“这些可变性实现有针对性的反应,可有点猜谜游戏。”

而计算模型可以让研究者去避免一些猜测的电刺激,建模过程是高度复杂的,通常限制其使用专家开发人员和限制模型再现性和重用。烧烤,埃德蒙·t·普拉特。杜克大学生物医学工程学院特聘教授,在过去的四年,他的同事们开发一个解决方案。

烧烤说上升,或自动模拟来描述电神经阈值,使得建模神经刺激更容易,可再生的和有效的。它允许研究人员定义各种各样的信息,像神经几何、纤维模型,电极设计和刺激波形,然后模拟神经对电脉冲。

提升的自动化允许用户复制模型从先前发表的研究,这一过程可能需要数年时间变成的东西可能需要几周或几天. .

“我们很可扩展的设计代码,”杰克Cariello补充说,本科在烤架实验室研究助理。“我们抛锚了复杂系统到它的子组件,其中每个子组件是可定制的。”

提升是一个开源项目,免费用户访问,美国国立卫生研究院的一部分共同基金的刺激周边活动来缓解环境项目(SPARC)。提升软件可供下载在这里。

“这是一个工具,专业通常是无法访问更多的新用户,”Eric Musselman说烧烤实验室的博士生。“我们希望提升将有助于推动科学前进,随着越来越多的研究人员能够设计使用计算模型和解释治疗干预。”