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脑电图揭示了深层大脑的奥秘

位于大脑最深处的大脑皮层下区域仍然是一个谜。科学家意识到他们在运动,情感和联想活动中所起的关键作用,但并不确切地知道它们是如何工作的。

许多严重疾病与这些领域直接相关,包括帕金森氏症,图雷特综合症和强迫症。现有的用于调节和测量皮层下区域活动的治疗方法是高度侵入性的,并且有时在我们不真正知道如何做的情况下仍然起作用。瑞士日内瓦大学(UNIGE)和科隆大学(德国)的研究人员决定研究是否可以将无创方法-脑电图(EEG)与数学算法结合使用,以从外部测量这种大脑活动。他们首次证明了该技术能够记录通常仅将电极植入大脑才能看到的信号。该结果发表在《自然通讯》上,为新的精确临床应用铺平了道路。

要研究并接近位于大脑最深处的皮质下区域非常困难。我们知道,这些区域的两个关键结构,即丘脑和伏隔核,彼此相互沟通,并与大脑皮层进行交流,通过电振荡来控制运动,情绪和联想激活(高级思维)。“这种交流功能障碍会导致人类非常严重的疾病,例如图雷特氏病和强迫症,以及帕金森氏病,通常在青春期开始,青春期始于青春期,”帕金森氏病教授解释道。 UNIGE医学院的基础神经科学。

当前基于深部脑刺激的治疗方法具有很高的侵入性:将电极植入大脑中心,由外部刺激器进行电刺激。“尽管这项技术在帕金森氏症中被证明是有效的,但是不幸的是,它不适用于强迫症和图雷特综合症,”基础神经科学系研究员,该研究的第一作者马丁·西伯说。

成熟且真正的无创分析技术

为了改善现有的治疗方法,了解这些皮层下区域如何发挥作用以及如何进行沟通已变得至关重要。然而,上述疾病仅影响人类,并且患有不足的动物模型。由于植入电极是一种极具侵入性的技术,因此需要另一种方法来增加研究对象的数量。“我们自然想到脑电图,它使用放置在头皮上的256个电极来记录大脑的电活动,”米歇尔继续说道。但是,真的有可能从颅骨外部测量大脑的深部活动吗?

与科隆大学神经外科医师Veerle Visser-Vanderwalle教授领导的团队合作,UNIGE研究人员能够测量和记录四个接受过电极植入的OCD和Tourette患者的皮层下区域的电活动。同时,当科学家从表面测量相同区域的活动时,这些人都配备了脑电图。Seeber说:“我们开发的数学算法意味着我们可以准确地解释EEG提供的数据,并确定大脑活动来自何处。”和判决?结果完全相关。“在获得与植入物高度相似的信号时,

开启新的精确治疗之门

Seeber继续说道:“现在,我们知道可以使用EEG来分析皮层下区域,我们可以尝试了解它们之间以及与皮层之间的通信方式,以期能够更好地了解皮层下层的原因。科学家还热衷于使用该技术来改善当前的治疗方法,该方法基于使用非常轻微的电击来重新平衡网络相互作用。他们还希望将其应用于其他疾病,例如肥胖,成瘾或老年痴呆症。“最后,我们希望我们能够及时通过电磁治疗从表面刺激大脑深部区域,一劳永逸地消除大脑中的电极植入物!”米歇尔教授总结道。

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