“ASCENT”使研究神经电刺激变得更容易

杜克大学的生物医学工程师开发了一个开源软件平台，可以自动化三维电神经刺激建模。这可能使研究人员能够预测特定的神经对来自定制电极的不同刺激模式的反应。

研究人员希望该平台能够帮助研究人员为各种疾病建立精确的新疗法模型，包括糖尿病、类风湿性关节炎和心血管疾病。

就像心脏起搏器一样，神经刺激装置被植入体内，并被编程向神经发送有针对性的电脉冲。这些电脉冲可以启动或抑制神经信号，改变器官功能的调节，并可能治疗疾病。在某些情况下，神经刺激是一种很有前途的药物替代品。

这项研究发表在8月26日的杂志上PLOS计算生物学．

某种电刺激疗法，比如迷走神经刺激，已经被证明是一种有效的治疗对于传统药物治疗无效的癫痫和抑郁症患者。

杜克大学沃伦·格尔(Warren Grill)生物医学工程实验室的研究主任妮可·佩洛(Nicole Pelot)说:“尽管有很好的临床前数据，但将神经刺激转化为临床仍具有挑战性，因为动物和人类之间，甚至人与人之间的神经解剖结构存在很大的差异。”“这些变量需要选择不同的电极或刺激参数来实现目标响应，这可能有点像猜谜游戏。”

而计算模型建模过程非常复杂，这通常限制了专家开发人员的使用，限制了模型的可重复性和可重用性，这使得研究人员可以避免在电刺激中进行一些猜测。格尔是杜克大学埃德蒙·t·普拉特生物医学工程学院的杰出教授，在过去的四年里，他和同事们一起开发了一种解决方案。

格尔说，ASCENT(即描述神经电阈值的自动化模拟)使神经刺激建模更容易、更可重复、更有效。它允许研究人员定义各种信息，如神经几何、纤维模型、电极设计和刺激波形，然后模拟一个神经大脑对电脉冲的反应。

ASCENT的自动化技术允许用户复制先前发表的研究模型，将一个可能需要数年时间的过程变成可能只需要几周或几天的时间。

“我们设计的代码是非常可扩展的，”烧烤实验室的本科生研究助理杰克·卡列洛(Jake Cariello)补充道。“我们把这个复杂的系统分解成子组件，每个子组件都是可定制的。”

ASCENT是一个开源项目，用户可以免费访问，作为美国国立卫生研究院共同基金的刺激外围活动以缓解病情计划(SPARC)的一部分。ASCENT软件可供下载在这里．

Grill实验室的博士生埃里克·穆塞尔曼(Eric Musselman)说:“新手用户通常无法使用如此专业的工具。”“我们希望ASCENT能够帮助推动科学发展，因为更多的研究人员能够使用计算模型设计和解释治疗干预措施。”

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