Нейростимуляция –это мощный инструмент, который уже используется для лечения хронической боли, тревожности, депрессии, и многих других заболеваний. Посылая электрические импульсы в области мозга, связанные с каждым заболеванием, он помогает справиться с его проявлениями.
Однако, несмотря на доказанный успех технологии, она работает только в случае, когда стимулируются правильные области мозга. Но их поиск является непростой задачей.
Чтобы создать карту мозга, показывающую области, подлежащие стимуляции, клиника Mayo и группа специалистов Google Research разрабатывают новый тип алгоритма искусственного интеллекта, чтобы обнаружить нейронные связи, охватывающие каждую область мозга.
Используя метод, получивший название «идентификация кривой базового профиля», алгоритм идет глубже, чем традиционные методы, когда исследователи отслеживают все области мозга на предмет распространенных реакций на электрические импульсы, посылаемые только в одну область за раз. Использование этого метода ограничено, поскольку не позволяет произвести одновременно измерение потенциально тысяч нейронных взаимодействий, многие из которых принимают сложные уникальные формы.
В своем исследовании специалисты Mayo и Google использовали электродную решетку, имплантированную на поверхность мозга пациента с опухолью головного мозга. Перед удалением опухоли электроды многократно активировали короткими импульсами. При каждой активации исследователи собирали от сотен до тысяч точек данных, указывающих на воздействие отдельного импульса на определенные области мозга. Затем алгоритмы искусственного интеллекта проанализировали эти взаимодействия, охарактеризовали их по форме и составили из них карту сети соединений по всему мозгу.
Этот процесс был подробно описан в исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале PLOS Computational Biology.
«Наши результаты показывают, что этот новый тип алгоритма может помочь понять, какие области мозга напрямую взаимодействуют друг с другом, что, в свою очередь, может помочь в размещении электродов стимулирующих устройств для лечения заболеваний мозга», – говорит Кай Миллер, доктор медицинских наук, ведущий автор исследования, нейрохирург клиники Mayo
«По мере появления новых технологий этот тип алгоритма может помочь нам лучше лечить пациентов с эпилепсией, двигательными расстройствами, такими как болезнь Паркинсона, и психическими заболеваниями, такими как обсессивно-компульсивное расстройство и депрессия», – добавил Миллер.
Новый алгоритм является последним продуктом давнего партнерства клиники Mayo и Google Research. Сотрудничество началось еще в 2019 году, когда партнеры разработали план десятилетних совместных исследований, основанных на облачных вычислениях и технологиях искусственного интеллекта Google.
С тех пор, сразу после начала работы по переносу обширных репозиториев данных о здоровье пациентов клиники Mayo на серверы Google Cloud, они объединили эти данные и искусственный интеллект Google для создания алгоритмов улучшения лучевой терапии рака и отслеживания COVID-19.
