PDF Basket
Ponad 8 milionów ludzi na całym świecie cierpi na chorobę Parkinsona, degeneracyjną chorobę mózgu, która wpływa na ich zdolności motoryczne i często powoduje dodatkowe zaburzenia fizyczne i psychiczne.
Odpowiedź na leczenie choroby Parkinsona i podobnych chorób neurologicznych może być ukryta w naszej głowie, jednak naukowcy wiedzą zaskakująco mało o dynamice mózgu podczas rutynowych ruchów, takich jak chodzenie i utrzymywanie równowagi.
Dzieje się tak dlatego, że większość badań neuroobrazowych musi być przeprowadzana w statycznych warunkach, w których badany leży poziomo w skanerze ciała i myśli o poruszaniu się. Minusem tego podejścia jest to, że nie pozwala ono uchwycić dynamicznych sytuacji, takich jak chodzenie i bieganie, oraz związanych z nimi złożonych wzorców mózgowych.
Teraz to się zmienia dzięki postępom w technologii mobilnego obrazowania mózgu/ciała (MoBI). „Do niedawna niemożliwe było połączenie badań nad mózgiem i ruchem”, wyjaśnia Uroš Marušič, badacz ze słoweńskiego Mobilnego Laboratorium Obrazowania Mózgu/Ciała. „MoBI umożliwia takie badania, pozwalając nam monitorować dynamikę mózgu jednocześnie z biomechanicznymi parametrami ruchu człowieka”.
Przy wsparciu finansowanego przez UE projektu TwinBrain naukowcy z Niemiec, Włoch, Słowenii i Szwajcarii wykorzystują tę technologię do pomiaru sygnałów mózgowych podczas chodzenia, biegania lub wykonywania innych rodzajów ćwiczeń fizycznych i umysłowych.
Od danych do ważnych wniosków
Sercem systemu MoBI są dane dotyczące sygnałów mózgowych, dostępne w dużej ilości. Według Marušiča zaledwie krótki, pięciominutowy spacer pozwoli uzyskać oszałamiający 1 gigabajt pomiarów. „Przekształcenie tego bogactwa danych w znaczące spostrzeżenia oznaczało wykorzystanie mocy superkomputerów i zastosowanie różnych protokołów uczenia maszynowego”, mówi.
Niestety, taka technologia nie jest łatwo dostępna na rynku, co oznacza, że zespół projektu TwinBrain musiał wykazać się kreatywnością. „Jednym z unikalnych aspektów naszego eksperymentu jest integracja najnowocześniejszych technologii bezprzewodowych”, dodaje Marušič. „Łącząc różne technologie, byliśmy w stanie zsynchronizować aktywność mózgu pacjenta z jego aktywnością mięśniową i odtworzyć ten ruch za pomocą awatarów w czasie rzeczywistym”.
To przełomowe podejście pozwala badaczom monitorować i śledzić aktywność mózgu pacjenta – nie podczas leżenia i myślenia o ruchu, ale podczas faktycznego poruszania się po otoczeniu.
System MoBI projektu TwinBrain, wykorzystany do badania pacjentów z wczesnym stadium choroby Parkinsona, dostarczył badaczom nowych, zaskakujących informacji. Wstępne wyniki wskazują na znacznie bardziej złożony wzorzec aktywacji niż wcześniej sądzono, szczególnie widoczny podczas bardziej wymagających form ruchu.
Takie informacje mogłyby pomóc lekarzom we wcześniejszym zdiagnozowaniu choroby Parkinsona. „Rozpoznanie choroby na wczesnym etapie pozwala nam podjąć proaktywne działania w celu złagodzenia jej progresji – działania, które mogą poprawić jakość życia pacjenta”, zauważa Marušič.
Konieczne są dalsze prace
Chociaż projekt TwinBrain stanowi kolejny krok w dziedzinie badań nad mózgiem, pogłębiając naszą wiedzę na temat najbardziej złożonego narządu w ludzkim ciele, wciąż pozostaje jeszcze wiele do zrobienia. Dlatego też członkowie projektu współpracują obecnie z dostawcami sprzętu w celu dalszego udoskonalenia technologii MoBI. Niektórzy z partnerów projektu są również zaangażowani w dodatkowe inicjatywy finansowane przez UE, które mają na celu dalsze maksymalizowanie potencjału technologii MoBI opracowanej w ramach projektu TwinBrain.
„Ta praca nie tylko podkreśla pozytywny wpływ projektu, ale także – nasze zaangażowanie w rozwój dziedziny MoBI”, podsumowuje Marušič. „Naszym ostatecznym celem jest, aby ta innowacyjna technologia stała się integralną częścią codziennej praktyki klinicystów i neurologów, rewolucjonizując sposób, w jaki podchodzą do opieki nad pacjentem i diagnozy”.