Vallankumous aivoissa: Uusi tutkimus löytää tuntemattomia muistimekanismeja!

Vallankumous aivoissa: Uusi tutkimus löytää tuntemattomia muistimekanismeja!

Professori Florian Mormannin johtama kansainvälinen tutkimusryhmä Bonnin yliopistollisen sairaalan (UKB) epileptologian osastolla on saanut uraauurtavia näkemyksiä ihmisen aivoissa tapahtuvista muistiprosesseista. Tämä tutkimus, joka perustuu hermoston toiminnan analyysiin ihmisillä, joilla on vaikea epilepsia, käyttää implantoituja elektrodeja aivosignaalien tallentamiseen kognitiivisten tehtävien aikana. Painopiste on siinä, kuinka aivot tallentavat kuvasarjan. Tulokset ovat lupaavia ja ristiriidassa muistinmuodostuksen vakiintuneiden teorioiden kanssa.

Osana tutkimusta epilepsiaa sairastavat osallistujat suorittivat muistitehtävän samalla kun heidän hermovasteitaan mitattiin. Tohtori Stefanie Liebe, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, kommentoi yllättäviä tuloksia, jotka kyseenalaistavat klassisen näkemyksen muistin toiminnoista. Keskeinen tulos osoittaa, että aivojen soluvasteet eivät vastaa esitettyjen kuvien ajallista järjestystä. Tämä voisi viitata vaihtoehtoiseen muistimekanismiin, joka syntyy visuaalisten esitysten, aivoaaltojen ja hermosignaalien vuorovaikutuksen kautta.

Tekoälyn ja hermotallenteiden yhdistelmä

Tutkimus korostaa myös hermotallenteiden ja tekoälyn yhdistämisen mahdollisuuksia. Yhteistyössä Matthijs Palsin ja Jakob Macken kanssa Tübingenin yliopiston huippuyksiköstä "Machine Learning: New Perspectives for Science" kehitettiin hermoverkko, joka simuloi ihmisaivojen kaltaisia ​​toimintamalleja. Nämä innovatiiviset lähestymistavat voisivat avata uusia näkökulmia monimutkaisten aivotoimintojen tutkimukselle.

Epilepsia on laajalle levinnyt neurologinen sairaus, jossa noin joka kolmas ihminen ei reagoi riittävästi lääkehoitoon. Pelkästään Sveitsissä tätä tautia sairastaa noin 80 000 ihmistä. Leikkaus epileptogeenisen fokuksen poistamiseksi voi auttaa vaikeissa tapauksissa, mutta näiden alueiden tarkka paikantaminen on haastavaa.

Digitaaliset aivomallit epilepsian tukemiseen

Tällä hetkellä olemassa olevilla menetelmillä onnistutaan tunnistamaan vaurioalueet oikein vain noin 60 %:lla potilaista. Viktor Jirsan johtamat tutkijat Université d’Aix-Marseillessa työskentelevät siksi henkilökohtaisten aivomallien, niin sanottujen digitaalisten aivokaksosten, parissa. Nämä matemaattiset mallit perustuvat potilaskohtaisiin tietoihin ja käyttävät algoritmeja aivotoiminnan ja aivojen sisäisten yhteyksien simulointiin.

Digitaalinen kaksois voi tunnistaa epileptisen aktiivisuuden aivojen alueilla, jotka perinteiset menetelmät usein kaipaavat. Lukas Imbach Sveitsin epilepsiakeskuksesta näkee suuren potentiaalin näissä uusissa lähestymistavoissa kirurgisten toimenpiteiden suunnittelussa. Vuodesta 2019 lähtien tätä tekniikkaa testannut kliininen tutkimus on ollut käynnissä 13 epilepsiakeskuksessa Ranskassa, ja siihen on osallistunut lähes 400 henkilöä, ja ensimmäisiä tuloksia odotetaan vuoden 2024 lopussa.

Yhteenvetona tutkimus osoittaa, että molemmat havainnot Bonnin yliopisto Mitä tulee muistiprosesseihin sekä innovatiivisiin lähestymistapoihin epilepsian torjuntaan, tekoälyn ja yksittäisten aivomallien yhdistämisen valtavat mahdollisuudet otetaan huomioon. Nämä kehitystyöt voivat paitsi syventää muistinmuodostuksen perustietoa, myös avata uusia hoitovaihtoehtoja epilepsiapotilaille ja parantaa kirurgisten toimenpiteiden tarkkuutta.