下一代脑电图可以带回了大脑功能

开发一个设备能源部SLAC国家加速器实验室、斯坦福大学可以帮助带回了大脑功能通过测量大脑如何回应疗法用电流刺激它。

该方法可以为治疗开辟新的途径大脑障碍和选择性交换下,大脑的活动,斯坦福大学心理学教授安东尼Norcia说谁发起的项目。

通过神经刺激头皮的电极显示了很多承诺,但其直接影响是很难研究,因为大脑的神经脉冲响应变得很容易淹没在强几百万倍,研究人员送进大脑。检测微弱的大脑反应,科学家不得不监视脑电波和行为反应在不同会话之前和之后的刺激。新设备的措施脑电波几乎在同一时间的刺激,可能两者之间建立更好的联系。

“雷达设备工作相似,发出电磁波和被动监听较弱的反射波,“SLAC资深科学家克里斯托弗·肯尼说。“在这里,我们把电脉冲通过电极脑电图监测系统,在强大的脉冲之间的时间我们使用相同的电极接弱得多的电信号在头上。”

刺激大脑电

我们的大脑是一个复杂的网络数千亿的神经元,和任何中断这个网络,例如大脑发育异常或中风,能引起严重的疾病,包括癫痫、抑郁、焦虑、视力损害、慢性疼痛和瘫痪。

神经元刺激大脑组织改变的方式,帮助大脑神经连接形式。Norcia应用方法的研究侧重于视力损害的情况下,如弱视(弱视)和斜视(交叉眼),以及更好地理解像双目竞争现象,描述了这样一个事实:当面对两个不同的图像同时,我们只能知道一次。

Norcia集团发展模型,描述电活动从大脑的视觉中心辐射到头皮,它可以由一个脑电图检测。他们还为交付开发模型电脉冲大脑中的特定位置,他们改变大脑功能与视觉有关。

“我们的模型给我们一个很好的主意如何设计一个数组内的电极达到特定的卷头,“Norcia说。”但是我们也希望能够“听”到大脑的反应同时算出一个应用是否刺激了预期的效果。”

这样做同时与今天的临床脑电图系统是不可能的,但是现在这种情况可能很快会改变由于与线性合作。

一种新型的脑电图

寻找一个解决方案的技术挑战,Norcia开始与肯尼,专攻探测器发展线性实验,研究自然界最基本的物理过程,和马丁Breidenbach线性粒子的粒子物理学和天体物理学教授和斯坦福大学。

“在线性,我们试图回答一些有关我们宇宙非常大的问题,并指出人脑如何工作似乎是正确的,”Breidenbach说。“我们当然有工程技术和资源来帮助神经科学中的一些技术问题。与我们在高能物理背景,我们也用于多学科协作和知道如何使他们的工作。”

大约一年通过斯坦福Bio-X项目收到资金后,脑电图的团队已经成功测试了一个原型系统,可以实现脑电刺激和测量大脑的同时正在进行的活动。

为此,他们配对的电子板常规脑电图监测提供电刺激生成与他们建立另一个9伏电池。然后他们成功测试设备。

对药物治疗

需要做更多的工作在研究一大群人就可以开始了。例如,未来版本的设备将会有更多的电极和将提供更多的控制脉冲的方式交付。

“现在,我们可以关掉刺激,并设置他们的强度和持续时间,“线性的杰夫•奥尔森说,一个电气工程师的项目。“在下一代,我们可以计划设备,这将让我们选择不同类型的信号形状和同步与其他外部触发电信号,如视觉刺激。”

但团队的计划不止于此。

“从长远来看,我们希望开发一个设备在芯片上,”肯尼说。这将使神经刺激患者无论他们去哪里。

其他合作者参与这个项目包括史蒂芬·博伊德,斯坦福大学电机工程系,主席和诺兰威廉姆斯,斯坦福大学临床精神病学和行为科学的助理教授。