Una herramienta informática que podría entender la salud y la enfermedad del cerebro


Los investigadores de Brigham han desarrollado una poderosa herramienta computacional para comprender la salud y la enfermedad del cerebro que ofrece una forma mejorada de capturar la actividad cerebral durante el sueño.

Huellas dactilares actividad cerebral latente

Los husos del sueño son un grupo muy importante de eventos de ondas cerebrales durante el sueño. Estos husos son formas de onda vibratorias cortas, que generalmente duran menos de dos segundos, que están vinculadas a nuestra capacidad para convertir recuerdos a corto plazo en recuerdos a largo plazo. Los cambios en la actividad del huso se correlacionan con numerosas enfermedades como la esquizofrenia, el autismo y el Alzheimer, así como con el envejecimiento natural. Anteriormente, la actividad cerebral durante el sueño se estudiaba mediante el electroencefalograma o EEG, que mide las ondas cerebrales en el cuero cabelludo. Los científicos solían estudiar el EEG del sueño observando los trazos de ondas cerebrales dibujados por una máquina en una hoja de papel.

Para simplificar el proceso tradicional, el equipo, dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard en el Brigham and Women's Hospital en colaboración con investigadores del Hospital General de Massachusetts y el Centro Médico Beth Israel Deaconess, desarrolló un nuevo enfoque para recolectar automáticamente decenas de miles de husos cortos. diseñado para extraer eventos de forma de onda de los datos de EEG recopilados durante toda una noche. El nuevo método extrae decenas de miles de eventos eléctricos de las ondas cerebrales de una persona dormida. La información de estas formas de onda se usa luego para crear una imagen similar a una huella dactilar de la actividad cerebral, única para cada persona y consistente de una noche a la siguiente. Y en lugar de observar las formas de onda en términos de etapas fijas del sueño (etapas 1 a 3 del sueño despierto, REM y no REM), como se hace en los estudios estándar del sueño, los investigadores caracterizaron todo el continuo de cambios graduales que ocurren a lo largo del sueño. en el cerebro durante el sueño.

El primer y principal autor del estudio, Michael Prerau, profesor asistente de medicina de HMS en Brigham and Women's, dijo: "Este trabajo amplía la forma en que podemos observar la actividad cerebral durante el sueño. Al ir más allá de las nociones tradicionales que dividen el complejo continuo del sueño en distintas categorías y clases de formas de onda, podemos descubrir nuevos tipos de señales y dinámicas que pueden ser importantes para comprender la salud y la enfermedad del cerebro”.

Durante los experimentos, el equipo recopiló los datos y creó diagramas gráficos, llamados histogramas de potencia oscilatoria lenta y fase, que proporcionan una visualización significativa de la actividad de todas las formas de onda en función de la profundidad del sueño continuo y la actividad sincronizada en la corteza.

"Esto demuestra una vez más la gran cantidad de información que la calificación manual tradicional deja sobre la mesa", dijo el coautor Shaun Purcell, profesor asociado de psiquiatría de HMS en Brigham and Women's.

Los investigadores quieren mejorar su estudio para comprender otros trastornos del neurodesarrollo caracterizados por diferencias en el sueño, como el autismo y la epilepsia pediátrica. Mejorar la precisión para caracterizar las diferencias individuales observadas tanto en la salud como en la enfermedad neurológica podría conducir a mejores diagnósticos y tratamientos.




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