07/02/2011 - Die Signale des Gehirns

Menéame

Roberto Hornero, Professor an der Abteilung für Signal- und Theorie der Kommunikation, koordiniert die Gruppe für Biomedizin-Ingenieure der Universität Valladolid, ein multidisziplinäres Team aus neun Telekommunikationsingenieuren und fünf Ärzten verschiedener Spezialitäten (Neurologie, Pneumologie, Psychiatrie und Augenheilkunde). Mit einem breiten Forschungspfad haben sie zahlreiche Artikel in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht, sie schätzen viele Auszeichnungen für ihre Arbeit, die auf die Diagnose verschiedener Krankheiten ausgerichtet ist. Zum Beispiel analysieren wir Anzeichen eines Elektroenzephalogramms (die elektrische Aktivität des Gehirns) und Magnotoenzephalographie (magnetische Aktivität des Gehirnes), um bei der Diagnose neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson, leichte kognitive Verschlechterung oder andere Erkrankungen wie Schizophrenie oder Aufmerksamkeits- und Hyperaktivitätsstörungen zu helfen, erklärt Horner.

Eine weitere Forschungslinie bezieht sich auf die Analyse der Oxymetriesignale, die den Sauerstoffspiegel im Blut messen (durch die Klemme erreicht, die einem eingelassenen Patienten in den Finger gesteckt wird), um die Diagnose des obstruktiven Apnoesyndroms (SAOS) zu unterstützen. Das Forschungsteam, das sich der langen Wartelisten für die Diagnose dieses Syndroms bewusst ist, das den Patienten verpflichtet, eine Nacht im Krankenhaus zu verbringen, um ihm eine polysomnographische Aufzeichnung zu ermöglichen (ein komplexer und teurer Test, bei dem mehr als 30 Signale unterschiedlicher Art aufgezeichnet werden), hat eine Arbeitslinie eingerichtet, um die Diagnose zu vereinfachen, so dass sie nur mit dem Oxymetriesignal am selben Ort des Patienten durchgeführt werden kann. In diesem Fall arbeitet die Gruppe mit dem Neologen des Hortega Felix del Campo zusammen und hat eine Präzisierung von mehr als 85% erreicht. Mit den bisher erzielten Ergebnissen sind wir der Ansicht, dass sie zumindest als Vorversuch dienen können, um nicht zu einem kostspieligen Test im Falle von schweren SAOS zu kommen.

Diese Studien wurden an Patienten durchgeführt, die im Krankenhaus waren und bei denen die Polysomnographie mit der Polysomnosographie verglichen wurde, die ihnen in der medizinischen Einrichtung verabreicht wurde, mit einer Software, die dieses Signal automatisch analysieren würde, und der nächste Schritt ist, es direkt zu Hause zu verwenden. In diesem Sinne hält Roberto Hornero eine stärkere Einbeziehung des Gesundheitssystems für notwendig, um es mit realen Fällen in den Häusern zu testen. Es gibt sogar den Vorschlag, Telemedizin so zu nutzen, dass das Signal an einen zentralen Server zur Analyse übermittelt werden kann.

Eine weitere Forschungsarbeiten werden in Zusammenarbeit mit der Ärztin des Klinikkrankenhauses und Mitarbeiterin des IOBA María Isabel Lopez durchgeführt, um die Diagnose der diabetischen Retinopathie zu unterstützen, die infolge eines Überzuckers im Blut auftritt. CIA-Diabetiker müssen alle sechs Monate oder ein Jahr den Augenhintergrund überprüfen, weil sie Gefahr laufen, diese Erkrankung zu entwickeln und blind zu werden. Heute ist die wahrscheinlichste Ursache für Blindheit in den Industrieländern die Folge einer diabetischen Retinopathie. ● Unsere Idee ist es, die Augenhintergründe automatisch zu analysieren, um die beiden typischen Anzeichen dieser Krankheit zu erkennen: harte Exsudaten (Lipid- und Proteine) und Blutungen, und sobald sie erkannt sind, werden Laser auf sie übertragen, damit sich die Pathologie nicht mehr entwickelt, denn wenn der Patient nicht rechtzeitig erwischt wird, kann er blind werden. Dazu verwenden sie automatisch Bildverarbeitungstechniken über neuronale Netze.

BCI-System

Die letzte und jüngste Forschungslinie ist die des Brain Computer Interface Systems (BCI), dessen Ziel es ist, die Gehirnaktivität als Kontrollsignal zu nutzen. In einer ersten Phase wurde ein Wifi-Roboter, sowohl seine Bewegung als auch die Web-Cam, die er in sich trägt, kontrolliert. Die Idee ist sehr einfach, du musst dir die Bewegung der linken oder rechten Hand vorstellen, das erzeugt eine andere Gehirnaktivität als wir sie durch das Elektroenzephalogramm registrieren, und man denkt daran, eine Hand oder eine andere zu bewegen, man kann ein Hexensystem steuern.

Aber die Gruppe hat noch einen Schritt getan. Die BCI-Systeme sollen Menschen mit Behinderungen, vor allem körperlich, helfen, so dass sie entwickelt haben, zusammen mit dem Staatlichen Referenzzentrum (CRE) Behinderung und Abhängigkeit von San Andrés de Rabanedo, in León, eine home-App, damit die Benutzer des Zentrums, die großen Menschen mit Behinderungen ein- oder ausschalten können, das Volumen zu erhöhen oder zu senken, den Kanal zu wechseln, eine DVD, ein Musikteam zu verwalten oder die Steuerung der Lichter zu haben. Dieses Projekt wurde vom Imserso finanziert, und an diesem Projekt nahmen fünf Nutzer des CRE teil. Sie arbeiten jetzt in einer zweiten Phase, die von derselben Einrichtung finanziert wird, an der etwa 20 weitere Nutzer teilnehmen werden, und in der die Anwendungen erweitert werden, z. B. ein Telefon zu steuern und gleichzeitig das BCI-System so zu ändern, dass es von den Betroffenen leichter zu nutzen ist.

Es wird ein kleines und tragbares BCI-Team verwendet, das das Signal des Elektroenzephalogramms erfasst und das über USB an einen Laptop angeschlossen wird, auf dem die Software implementiert wurde, der das Signal der Person analysieren soll. Ja, der Benutzer braucht einen Kopfhelm, der durch Kabel an den BCI-Verstärker angeschlossen wird, der die sexy Gehirnsignale erfasst.

Obwohl es andere Forschungsgruppen gibt, die in dieser Richtung tätig sind, ist sie noch nicht auf dem Markt, und jeder macht unterschiedliche Anwendungen, wie z.B. die Bedienung eines Rollstuhls, obwohl der CRE de León sich für die Anwendung in der Hauswirtschaft entschieden hat, die eine gewisse Unabhängigkeit von Behinderten in alltäglichen Angelegenheiten ermöglicht.

Roberto Hornero räumt ein, dass das System zunächst wegen des erforderlichen Abstellvorgangs schwer erscheinen kann (Gele auf dem Rumpf, an dem die Kabel angeschlossen sind), und erkennt die anfängliche Zurückhaltung der Benutzer an, dass es nicht viele waren, die daran teilnehmen wollten, aber am Ende des Projekts und an der Auswertung der Ergebnisse im Umgang mit den Geräten stritten sich die Nutzer darüber, dass sie Teil des Projekts waren. Sie ist jedoch der Ansicht, dass die Entwicklung der Technologie das System erleichtern wird. ● Zum Beispiel gibt es bereits drahtlose Helme, die es Ihnen ermöglichen, sich an das Gerät anzuschließen, andere werden Gele nicht brauchen, sie werden mehr ästhetische Mützen machen..., Ich bin überzeugt, dass diese BCI-Systeme beginnen und je mehr Benutzer sie verwenden und desto besser werden die Technologie von Unternehmen auf dem Markt. Die UVA-Gruppe für Biomedizin hat zwei Patente in den Vereinigten Staaten beantragt (eine mit Schlafapnoe und eine mit Hilfe der Diagnose der Alzheimer-Krankheit), da die Software in Europa nicht patentiert wird. In Spanien haben sie Aufzeichnungen über geistiges Eigentum.

Elektrische Aktivität

Hornero ist davon überzeugt, dass die von ihm durchgeführten Forschungsarbeiten in den Verkehr gebracht werden können und dass das Team daher die Gründung eines Technologieunternehmens in Betracht zieht, da es in Kastilien und León keine Unternehmen gibt, auf die diese Ergebnisse übertragen werden können.

Im Fall der Alzheimer-Krankheit versucht die Gruppe, das Elektroenzephalogramm (elektrische Aktivität des Gehirns) und das Magnetoenzephalgramm (magnetische Aktivität des Gehirnes) der Betroffenen zu erfassen. Dazu haben sie diese mit einer gesunden Population in Alter und Geschlecht verglichen, und es wurden Signalverarbeitungstechniken eingesetzt, um zu überprüfen, ob es Unterschiede gab, und wir haben signifikante Unterschiede gefunden. Diese Analyse hilft der Diagnose und als Ergänzung zum Arzt. Sie analysieren auch eine mittlere Population mit leichter kognitiver Verschlechterung, die viele Wissenschaftler als Vorstufe bei der Alzheimer-Krankheit betrachten. ● Es geht darum, zu vorhersagen, welche Personen an dieser Krankheit leiden werden, obwohl es heute weder einen Impfstoff gibt, der sie heilen kann, noch eine definitive Diagnose, da dieser nur durch Nekropsie, die histologische Untersuchung des Gehirns, wenn der Patient gestorben ist, erreicht wird. Diese Krankheit wird mit verschiedenen Therapien behandelt, um die Betroffenen aktiv zu halten und die Entwicklung der Erkrankung zu verzögern. Ähnliches gilt für Schizophrenie-Studien, die eine zuverlässigere Kenntnis der Betroffenen ermöglichen (für diese Fälle gibt es Arzneimittelbehandlungen), und für überaktive Kinder, obwohl sie in diesem Fall nur mit Magnetoenzephalogramm durchgeführt wurde. Diese Studie ist veröffentlicht und sieht darin, wie sich hyperaktive Kinder im Alter zwischen 9 und 15 Jahren entwickeln, verglichen mit normalen Kindern, wir haben gesehen, wie sich die Komplexität des Gehirns in beiden entwickelt, und sie ist völlig anders.

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