Нова система, розроблена дослідниками зі Стенфордського університету та Каліфорнійського університету в Санта-Крусі, здатна передбачити, як нейрони реагуватимуть на електричну стимуляцію після аналізу лише кількох хвилин даних мозкової активності. Підхід досяг 90,6% точності у прогнозуванні відповідей на раніше не бачені стимуляційні патерни, що потенційно може революціонізувати терапії, такі як глибока стимуляція мозку та ретинальні імпланти.
Дослідження
Дослідження під керівництвом Амріта Лотлікара та колег використовувало високощільні мультиелектродні масиви (МЕМ) для запису з сітківки макаки. Вони зібрали сотні годин даних стимуляції та запису, використовуючи масив із 512 електродів з інтервалом 30 мікрометрів. Команда розробила метод швидкого визначення біофізичних параметрів багатокомпартментних моделей Годжкіна-Хакслі (ГХ) лише з позаклітинних характеристик, застосовуючи диференційовані симуляції та симуляційний висновок. Традиційно підгонка моделей ГХ вимагала інвазивних внутрішньоклітинних записів, що обмежувало масштабованість. Завдяки новому підходу моделі були підігнані з використанням лише кількох хвилин запису. При тестуванні на нових мультиелектродних патернах стимуляції прогнози збігалися з фактичними нейронними відповідями з точністю 90,6%, що різко скорочує потребу у тривалих стимуляційних тестах.
Чому це важливо
Для всіх, хто цікавиться роботою мозку або розглядає можливість нейростимуляційної терапії, це дослідження вказує на майбутнє, де точні персоналізовані протоколи стимуляції можна швидко та неінвазивно розробити. Замість тривалого підбору методом проб і помилок лікарі зможуть використовувати короткий сеанс запису для створення цифрового двійника нейронних ланцюгів пацієнта та прогнозувати оптимальні параметри стимуляції. Це може покращити результати лікування таких захворювань, як хвороба Паркінсона, епілепсія та втрата зору. Крім того, здатність моделювати великі нейронні популяції на основі позаклітинних даних відкриває двері до розуміння того, як мережі нейронів обробляють інформацію, що є основою пізнання.
Що ви можете зробити
Хоча ця технологія ще не доступна для особистого використання, ви можете підтримувати здоров'я мозку, займаючись когнітивними тренуваннями та залишаючись в курсі досягнень нейронауки. Регулярне вирішення головоломок, вивчення нових навичок або використання платформ, як-от IQGenio, допомагає підтримувати нейропластичність. Також, якщо ви або ваші близькі розглядаєте нейростимуляційну терапію, запитайте лікаря, чи використовуються передові методи моделювання для персоналізації лікування.
Джерело: arXiv q-bio.NC
Цікавитесь власним мозком? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.
