一种测量大脑活动的新方法可以帮助多发性硬化症患者
人类大脑项目的研究人员开发了一种新的方法来计算多发性硬化症患者大脑中信号传播的延迟。多发性硬化症是一种慢性炎症性疾病,全世界有超过200万人受到影响。研究结果发表在神经科学杂志由法国马赛Systèmes神经科学研究所、意大利那不勒斯帕特诺普大学和卡塞塔坎帕尼亚大学的研究人员共同完成。
在多发性硬化症中,身体的免疫细胞攻击髓鞘这是一个覆盖所有神经元的绝缘鞘。髓磷脂的作用类似于绝缘电缆的塑料,使电流传播得更快。大脑髓磷脂层的损伤会导致电信号慢下来,导致大脑区域之间的交流延迟,能力下降或受损。精确测量髓鞘损伤的影响可以帮助医生为患者提供个性化的治疗方法。
这比求倍数要难硬化该研究的主要作者皮耶罗·索伦蒂诺解释说:“这种疾病是一种诊断悖论。”“有些患者的核磁共振扫描显示髓磷脂广泛退化,但没有出现相应的损伤,而另一些患者则表现出很少明显的损伤,但仍有相当大的问题。我们通常不能仅仅通过扫描来判断。”
刺激大脑来测量区域之间的实时延迟,在试图估计许多大脑连接(而不仅仅是一个)的延迟时也是无效的:信号最终太混乱了,无法成为传播的可靠指标。
相反,研究人员开发了一种不涉及直接刺激的方法来测量延迟,而是使用自发在大脑中传播的神经元雪崩(以级联方式发生的活动爆发)。
“这些自发的活动爆发可以用来测量信号穿过连接任何两者的白质束所需的时间大脑区域然后与没有任何髓系损伤的健康对照组进行比较,”索伦蒂诺说。“通过不直接干扰信号,我们可以在几分钟内估计出大多数大脑区域对之间的延迟,然后将其与核磁共振扫描显示的结果相结合。”
除了告知治疗,该方法还可用于完善患者的虚拟大脑模型,以进一步提高个性化水平。大规模的大脑建模通常假设信号通过边缘的速度恒定,但即使在健康的大脑中也不完全正确。索伦蒂诺总结道:“我们现在能够在这些模拟中添加时间延迟因素,改善医生和患者可用的诊断和预测工具。”