EGI高密度腦電助力中國神經(jīng)科學(xué)發(fā)展-祝賀神科所，華山醫(yī)院研究成果登頂2020年度腦科學(xué)研究進(jìn)展。2020年12月16日，中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會公布了2020年度“中國神經(jīng)科學(xué)重大進(jìn)展”科學(xué)研究項(xiàng)目，此六項(xiàng)研究積極的推動了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，充分展示和宣傳神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重大科研成果，在此6項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)研究中，我們注意到《利用中文語言研究“植物人”大腦意識水平》使用高密度腦電技術(shù)開展科學(xué)研究，該項(xiàng)研究成果充分驗(yàn)證了高密度腦電技術(shù)在神經(jīng)科學(xué)研究中的優(yōu)勢性。
 
        2020年5月25日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、中國科學(xué)院靈長類神經(jīng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王立平研究組與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎/吳雪海團(tuán)隊(duì)在《Nature Neuroscience》期刊在線發(fā)表了題為《探索意識障礙患者層級語言加工》的合作研究論文。
      研究團(tuán)隊(duì)利用高密度腦電技術(shù)在意識障礙患者上開展了語言加工相關(guān)神經(jīng)表征的探索性研究，并將相關(guān)神經(jīng)表征與機(jī)器學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了對患者意識狀態(tài)的診斷和康復(fù)預(yù)測，為意識障礙患者的臨床診療提供了新的參考（圖1）。
   
圖1.研究者結(jié)合多層級語言序列范式和頭皮高密度腦電（EGI）記錄，幫助臨床醫(yī)生對意識障礙患者的意識水平進(jìn)行診斷和預(yù)后判斷 
   
研究團(tuán)隊(duì)可能找到了一種普適的大腦意識水平的評價指標(biāo)，在昏迷、睡眠、麻醉等一系列與意識水平相關(guān)的大腦狀態(tài)評估中有著廣泛的潛在應(yīng)用價值。研究團(tuán)隊(duì)將在今后的研究中進(jìn)一步優(yōu)化測試方案，結(jié)合多模態(tài)測試和記錄手段，進(jìn)一步提高研究結(jié)果的臨床效果、適應(yīng)面和自動化程度，最終為研究意識障礙的神經(jīng)機(jī)制、意識活動的神經(jīng)表征，以及在意識障礙患者上開展相關(guān)科學(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
  
高密度腦電在開展神經(jīng)科學(xué)研究中的優(yōu)勢：
足夠的空間分辨率
傳統(tǒng)的腦電圖可能只有幾個導(dǎo)聯(lián)，空間分布非常大導(dǎo)致分辨率差，在傳統(tǒng)的10-20系統(tǒng)中，僅僅只有21個導(dǎo)聯(lián)，這對于當(dāng)前的研究需求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在先前的研究中，已有研究表明EEG信號的空間采樣只有達(dá)到1-2cm才能確保不丟失信號，要保證達(dá)到這樣的空間采樣，就需要高密度導(dǎo)聯(lián)來進(jìn)行空間采樣。
 
預(yù)處理方法的準(zhǔn)確性
EEG信號旨在記錄頭皮表面的電信號活動，來評估由大腦引起的電位活動。但是要獲得比較干凈的信號，在一般情況下，都需要進(jìn)行EEG信號的預(yù)處理過程，在此過程中我們通常會經(jīng)過的預(yù)處理步驟，重參考、偽跡剔除等。
 
源定位的準(zhǔn)確性
傳統(tǒng)的腦電圖只能在腦部傳播到頭皮表面時顯示其電活動，而無法估計發(fā)生源的位置。在現(xiàn)在的分析方法中，源定位信號也是探索大腦功能的重要指標(biāo)之一。找到準(zhǔn)確的神經(jīng)元活動將是病理解剖學(xué)的重要標(biāo)志。而現(xiàn)在驗(yàn)證腦部解剖結(jié)構(gòu)的一種方法是通過MRI圖像來評估源定位，MRI技術(shù)將是一個非常耗時的過程，現(xiàn)在通過高密度腦電圖進(jìn)行反向計算將能有效得到準(zhǔn)確的源定位。從而給像臨床上的癲癇定位或者是病理學(xué)定位的腦部功能提供更好的準(zhǔn)確性。
 
時間成本
在傳統(tǒng)的32、64導(dǎo)電極帽上，打?qū)щ姼嗟臅r間將是20-30分鐘以上，這對于高密度腦電圖來說，將是一個噩夢，EGI高密度腦電圖采用網(wǎng)狀鹽水帽將128、256導(dǎo)電極帽的準(zhǔn)備時間降低到幾分鐘以內(nèi)，這將時間成本來說，將是一個巨大的優(yōu)勢。

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