Персонализированный метод моделирования мозга, разработанный при поддержке ЕС, показывает перспективность в обнаружении областей мозга, вызывающих припадки.
Исследователи из Human Brain Project (HBP) разработали передовые методы моделирования мозга, которые могут помочь врачам более достоверно определить, где в мозге начинаются эпилептические припадки, и, следовательно, улучшить хирургические прогнозы. Достигнутый при поддержке проекта HBP SGA3, финансируемого ЕС, персонализированный подход к моделированию мозга описан в научной статье, опубликованной в журнале "Science Translational Medicine".
Примерно у одной трети людей, страдающих эпилепсией, лекарства в основном или даже полностью неэффективны в борьбе с припадками. Для этой группы пациентов хирургическое удаление эпилептогенной зоны - части мозга, где возникают припадки, - является единственным потенциально эффективным методом лечения. Однако, несмотря на все более широкое использование инвазивных исследований в последние два десятилетия, прогнозы улучшились лишь незначительно. В настоящее время процент успеха хирургического вмешательства составляет 60 %.
Моделирование припадков
Для построения и моделирования персонализированных моделей мозговых сетей исследовательская группа использовала платформу с открытым исходным кодом под названием The Virtual Brain (TVB) - сервис моделирования, доступный через цифровую исследовательскую инфраструктуру EBRAINS, созданную HBP при софинансировании ЕС. TVB была разработана ученым HBP доктором Виктором Джирсой из партнера проекта HBP SGA3 Университета Экс-Марсель, Франция, совместно с коллегами.
Технология позволяет моделировать распространение аномальной активности в мозге пациента во время эпилептического припадка. Это помогает врачам более надежно определять целевые области для хирургического вмешательства. Как сообщается в новости, опубликованной на сайте HBP, вычислительные модели каждого пациента создаются с использованием "индивидуально измеренных данных анатомии, структурной связности и динамики мозга". Персонализированные симуляции, по сути, создают виртуального пациента с эпилепсией (VEP), адаптированного к каждому реальному пациенту. Согласно новостям, этот подход был опробован в ряде ретроспективных исследований, а последняя работа опубликована в журнале "Epilepsia".
ЗВП - это первая вычислительная модель, позволяющая оценить протяженность и организацию сети эпилептогенных зон. Она также демонстрирует хорошую точность в обнаружении целевых зон по сравнению с современными подходами без использования моделей. Она также может предоставить информацию об областях мозга, не охваченных хирургической имплантацией электродов.
Персонализированный подход к моделированию мозга в настоящее время тестируется в крупномасштабном клиническом испытании в качестве прогностического инструмента для подготовки к операции. Ожидается, что испытания продлятся до 2025 года.
Исследователи используют инфраструктуру EBRAINS для дальнейшего повышения прогностической способности инструмента с помощью новых данных высокого разрешения из Атласа мозга человека HBP. "Вычислительная нейромедицина должна объединить данные о мозге с высоким разрешением и специфику пациента", - утверждает д-р Джирса. "Наш подход в значительной степени опирается на исследовательские технологии EBRAINS и мог быть возможен только в рамках крупномасштабного совместного проекта, такого как HBP". Проект HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) заканчивается в сентябре 2023 года.
Источник: Human Brain Project