Ученые совершенствуют метод измерения электрической активности мозга

Исследователи из норвежского университета естественных наук разработали новый метод детального анализа электрической активности в головном мозге. Он поможет лучше интерпретировать сигналы клеток головного мозга, а также совершенствовать диагностику и лечение заболеваний головного мозга.

Измерение электрической активности клеток мозга проводится с 1875 года. Врачи на протяжении многих лет накопили практические навыки о формах и особенностях сигналов различных заболеваний мозга, таких как эпилепсия. Однако они не знали о том, как эти сигналы формируются в сети нервных клеток.

«Основываясь на методах физики, математики и информатики, а также вычислительных мощностях суперкомпьютера в Тромсе, мы разработали подробные математические модели, выявляющие связи между нервной активностью клеток и электрическим сигналом, записанным на электрод», — говорит профессор Гаут Айневолл на кафедре математических наук и технологий.

Проблема интерпретации электрических сигналов заключается в том, что сигналы, получаемые от множества клеток, наслаиваются. Но мозг также обладает сигналами, имеющими как высокую, так и низкую частоту.

«Этот проект посвящен басам — низкочастотным сигналам», — говорят ученые. Ученые обнаружили, что, если нервные клетки сталкиваются несинхронизированными сигналами, то электрода достигают сигналы от клеток, расположенных от него на расстоянии 0,3 миллиметра. Однако, когда нервные клетки, «говорят» одновременно и синхронно, то диапазон расширяется.

Лучшее понимание электрических сигналов мозга может непосредственно влиять на диагностику и лечение таких заболеваний, как эпилепсия.

«Электроды уже используются для измерения мозговой деятельности, связанной с припадками у больных эпилепсией, а также планированием хирургических процедур. В будущем, электрические сигналы будут измеряться с помощью имплантированных электродов и помогут оповещать о приступе эпилепсии, остановить его, проводя электрическую стимуляцию», — говорят ученые. Аналогичная методика применяется при болезни Паркинсона.

Также при параличе нервные клетки коры головного мозга продолжают посылать сигналы, но те не доходят до мышц, потому пациенты не могут шевелить руками и ногами. Отслеживая направление нервных клеток, а также направляя сигналы, ученые смогут заставлять конечности пациента двигаться под воздействием мысли.