Меньше инвазивного ЭЭГ с теорией хаоса помогает аутизму ID рано

Много лет поведенческое тестирование и наблюдение были единственным способом определить, аутичен ли ребенок, часто вызывая бедствие и беспорядок для родителей. Однако теперь применение стандартной электроэнцефалограммы (ЭЭГ), объединенный с одолженной математикой из теории хаоса, может позволить врачам прочитать структуры мозговой волны и идентифицировать уровни аутизма одним – двумя годами ранее с 80%-й точностью.Уильям Босл, доктор философии, исследователь нейроинформатики в Программе Информатики Детской больницы заявляет:«Электрическая активность, произведенная мозгом, имеет намного больше информации, чем мы поняли. Компьютерные алгоритмы могут выбрать структуры на тех волнистых линиях, которые не видит глаз.

С достаточным количеством данных я хотел бы следовать за целой траекторией каждого ребенка с 6 до 24 месяцев. Тенденция в течение долгого времени может быть более важной, чем значение в каком-то конкретном возрасте».

Босл и коллега Чарльз А. Нельсон, доктор философии, Директор по научно-исследовательской работе Развивающегося Центра Медицины в Детских, зарегистрированных покоящихся сигналах ЭЭГ от 79 младенцев 6 – 24 месяца возраста, участвующего в большем исследовании, нацелились на обнаружение очень ранних маркеров риска аутизма. У сорока шести младенцев был старший брат (сестра) с подтвержденным диагнозом нарушения спектра аутизма (ASD); другие 33 не имели никакой семейной истории ASDs.Поскольку младенцы наблюдали за научным сотрудником, пускающим мыльные пузыри, записи были сделаны через подобный сетке для волос колпачок на их скальпах, обитых 64 электродами.

Когда возможно, анализы были повторены в 6, 9, 12, 18 и 24 месяца возраста.Bosl тогда взял чтения озарения ЭЭГ для каждого электрода и вычислил их модифицированную энтропию мультимасштаба (mMSE), мера, заимствованная из теории хаоса, определяющей количество степени хаотичности в сигнале, из которых особенностей что производит сигнал, может быть выведен.

В этом случае структуры в электрической активности мозга дают косвенную информацию о том, как мозг телеграфирован: плотность нейронов в каждой части мозга, как связи между ними организованы, и баланс коротких – и дальние связи.Теория хаоса является областью исследований в прикладной математике, с применениями в нескольких дисциплинах включая физику, экономику, биологию и философию. Теория хаоса изучает поведение динамических систем, которые очень чувствительны к начальным условиям; эффект, обычно упоминающийся как эффект бабочки. Небольшие различия в начальных условиях (таких как те из-за округления ошибок в числовом вычислении) выдают широко рассеивающие результаты для хаотических систем, оказывая долгосрочный прогноз, невозможный в целом.

Это происходит даже при том, что эти системы являются детерминистическими, означая, что их будущее поведение полностью определяется их начальными условиями без случайных включенных элементов. Другими словами, детерминистическая природа этих систем не делает их предсказуемыми.

Это поведение известно как детерминистический хаос, или просто хаос.Нельсон объясняет далее:«Много нейробиологов полагают, что аутизм отражает ‘синдром разъединения’, которым распределенное население нейронов не общается эффективно друг с другом. Текущая бумага поддерживает эту гипотезу путем предложения, чтобы мозги младенцев в высоком риске для развития аутизма показали различную структуру невральной возможности соединения, хотя отношение между энтропией и плотностью невральных древовидных структур остается исследоваться».

Несмотря на то, что тестирование ЭЭГ на риск аутизма может казаться невозможным осуществить в широком масштабе, это недорого, безопасно, не требует седативного эффекта (в отличие от ЯМР), занимает только минуты, чтобы выполнить и может быть сделано в кабинете врача.Источник: био медицинский центральный


Блог Хаисы