新的成像方法跟踪大脑的难以捉摸的网络

了解作为大脑功能的信号来源和网络是大脑研究的中心目标。现在，卡耐基梅隆大学的工程师们已经发明了一种系统，可以对正常和异常的大脑信号的来源和路径进行高密度脑电图成像。

宾·梅隆大学的生物医学工程系和同事们正在努力通过推进创新神经技术（大脑），致力于国家卫生研究院的核心倡议。

本集团的高密度脑电图合作，在期刊上报告自然通信，对实现大脑倡议的中枢目标之一来说，对大脑的革命性新的动态画面进行了重大步骤：第一次显示如何单个细胞和复杂神经电路在时间和空间中互动。“换句话说，开发一种观察大脑如何做到的方式。

生物电磁技术NIBIB项目主任王淑敏博士解释说:“脑电图(EEG)已经被用于追踪大脑信号几十年了。”贺建奎和他的团队开发了一种功能更强大、密度更高的脑电图(EEG)，它可以在大脑的更大区域追踪大脑信号，这是以前无法实现的。然后，人工智能被用来识别这些更强的信号源自何处，并在大脑中以极高的准确性传播。”

研究小组在癫痫患者身上测试了高密度脑电图系统。个体会经历由大脑活动的错误脉冲引起的癫痫发作，这被称为致痫区。许多病人的癫痫发作可以通过药物控制。对于那些有药物耐药性的患者，通过手术切除致痫带是一种临床选择。高密度脑电图精确识别癫痫源的能力将大大改善脑部手术，有效地只移除问题区域，而不损害周围的脑组织。

该团队在进行预次术前测试的36名癫痫患者上进行了对时空迭代重新重复的边缘稀疏性的快速控制。快速无侵入性大脑通过特殊的高密度脑电图阵列在数天内获得了记录。FAST-IRES是非侵入性的这一事实非常重要，因为术前标准测试需要侵入性脑电图，这对于确定致痫区域是必要的，但同时也会增加感染、并发症和成本的风险。

在36例患者中，快速IRES方法分析了1000多尖峰和86个癫痫发作。然后使用该高密度记录分析人工智能快速IRES方法的片断，与标准侵入性EEG预操作测试和外科调查结果进行比较。

快速IRES方法非常准确地识别患者癫痫患者的位置和程度，这是用手术数据确认的。“我们的结果清楚地证明，使用非侵入性高密度EEG头皮录制，快速导明的快速反应可以识别高精度的癫痫素区，”他说。在Mayo Clinic的研究中的合作者正在考虑将来实施该系统。

该团队认为，快速IRES技术可用于Alzheimer，帕金森，中风甚至抑郁症的诊断和治疗。“看到我们的工作非常满意，对履行大脑倡议的一个核心目标产生重大影响，”他说。“除了治疗患者外，我们还期待着我们的工作，帮助研究人员对我们对人类神经科学的理解做出重大进展。”

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