Учёные разработали инновационную систему FEDE для изучения особенностей работы мозга при расстройстве аутистического спектра (РАС). Компьютерная модель высокой точности строит виртуальную копию конкретного человека на основе снимков МРТ и записи ЭЭГ.
Такой цифровой двойник воспроизводит анатомическое строение мозга, структуру нервной системы и динамику мозговой активности, учитывая 12 типов тканей, их форму и электропроводимость.
Важную роль играет и детализация процессов на микроуровне. В частности, учитывается влияние защитной оболочки нервных волокон на скорость передачи импульсов, а также способность нейронных контактов менять силу взаимодействия.
В ходе работы цифровая копия мозга позволила выявить некоторые характерные особенности, но для соответствия смоделированных показателей реальным данным модели потребовалось заложить существенно более высокий уровень фоновых колебаний.
FEDE воспроизвела время появления сигналов и участки коры, откуда активность, предположительно, исходила. Система также учла синаптическую пластичность, то есть изменения силы контактов между нейронами.
Специалисты подчёркивают, что полученные результаты — лишь рабочие гипотезы. Модель строилась на данных одного ребёнка двух лет с РАС, а для более обобщающих выводов необходимо провести исследования на более крупных и разнообразных группах взрослых и детей.
Однако уже сейчас можно выявить преимущества FEDE в возможности увидеть мозг целиком, а не как набор анатомических структур на снимке и линию волн на ЭЭГ. Подход для одновременной реконструкции анатомии и динамики мозга по нейронным данным может помочь изучить связь между строением нейронных сетей, миелинизацией и активностью мозга у конкретного человека.
Такой комплексный подход даёт возможность рассматривать мозг как единую систему, где анатомия и функциональная активность тесно связаны. Хотя до практического применения в диагностике и лечении ещё далеко, новая технология помогает точнее ставить исследовательские задачи и глубже понимать механизмы расстройств, связанных с работой нервной системы.
Источник: https://www.securitylab.ru/news/574099.php
ФОТО: НИИОЗММ.