Ученые из Сколтеха, Института AIRI и МГУ представили первую универсальную среду для разработки и проверки алгоритмов адаптивной глубокой стимуляции мозга — технологии, которая должна сделать лечение болезни Паркинсона точнее, безопаснее и эффективнее. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе Сколтеха.
Глубокая стимуляция мозга применяется тогда, когда лекарства перестают помогать пациентам с болезнью Паркинсона. Имплантируемый электрод подает электрические импульсы в базальные ганглии — область мозга, где у пациентов формируются патологические ритмы, связанные с тремором и скованностью движений. Стимуляция снижает выраженность этих ритмов, но ее параметры приходится вручную настраивать врачу, а любые изменения остаются без внимания. Кроме того, со временем появляются побочные эффекты и меняется реакция нейронов на импульсы.
Адаптивная стимуляция должна решить эти проблемы. Поскольку тот же электрод способен не только подавать ток, но и считывать электрическую активность мозга, алгоритмы могут подстраивать воздействие в реальном времени: усиливать или ослаблять стимуляцию в зависимости от ритмов, положения тела, данных о треморе и других показателей. Такие алгоритмы могут быть простыми или основанными на ИИ — но до сих пор не существовало общей среды, где их можно было бы сравнить по единым правилам.
Команда разработала модель, имитирующую поведение нейронов при стимуляции, локализацию активности в мозге и даже долгосрочные изменения — нейропластичность. Виртуальный пациент может "ходить", "сидеть" или "спать", а система поддерживает быстрые вычисления, что делает ее подходящей как для тестирования алгоритмов, так и для обучения ИИ на сгенерированных данных.
"Мы сделали среду, в которой можно испытывать любые алгоритмы адаптивной стимуляции — от простых до основанных на искусственном интеллекте. Она моделирует реакцию нейронов, распределение активности и даже то, как со временем меняется ответ ткани", — объяснил руководитель исследования Дмитрий Дылов.
По словам Михаила Лебедева из МГУ, разработка важна не только для лечения болезни Паркинсона. Двунаправленные нейроинтерфейсы, которые одновременно считывают сигналы и управляют стимуляцией, рассматриваются как перспективный подход к терапии болезни Альцгеймера, обсессивно-компульсивного расстройства и других состояний.
"Это шаг к пониманию того, как такие системы должны работать", — отметил он.
До появления этой среды каждый исследователь был вынужден придумывать собственные тесты для алгоритмов, часто опираясь на слишком сложные модели. Новая разработка унифицирует процесс и должна ускорить прогресс в области адаптивной нейростимуляции, объединяя специалистов по данным и нейрофизиологии.
Свежие комментарии