EGI高密度腦電助力中國神經(jīng)科學發(fā)展-祝賀神科所，華山醫(yī)院研究成果登頂2020年度腦科學研究進展。2020年12月16日，中國神經(jīng)科學學會公布了2020年度“中國神經(jīng)科學重大進展”科學研究項目，此六項研究積極的推動了神經(jīng)科學領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，充分展示和宣傳神經(jīng)科學領(lǐng)域的重大科研成果，在此6項神經(jīng)科學研究中，我們注意到《利用中文語言研究“植物人”大腦意識水平》使用高密度腦電技術(shù)開展科學研究，該項研究成果充分驗證了高密度腦電技術(shù)在神經(jīng)科學研究中的優(yōu)勢性。
 
        2020年5月25日，中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學研究所）、中國科學院靈長類神經(jīng)生物學重點實驗室王立平研究組與復(fù)旦大學附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎/吳雪海團隊在《Nature Neuroscience》期刊在線發(fā)表了題為《探索意識障礙患者層級語言加工》的合作研究論文。
      研究團隊利用高密度腦電技術(shù)在意識障礙患者上開展了語言加工相關(guān)神經(jīng)表征的探索性研究，并將相關(guān)神經(jīng)表征與機器學習方法相結(jié)合，成功實現(xiàn)了對患者意識狀態(tài)的診斷和康復(fù)預(yù)測，為意識障礙患者的臨床診療提供了新的參考（圖1）。
   
圖1.研究者結(jié)合多層級語言序列范式和頭皮高密度腦電（EGI）記錄，幫助臨床醫(yī)生對意識障礙患者的意識水平進行診斷和預(yù)后判斷 
   
研究團隊可能找到了一種普適的大腦意識水平的評價指標，在昏迷、睡眠、麻醉等一系列與意識水平相關(guān)的大腦狀態(tài)評估中有著廣泛的潛在應(yīng)用價值。研究團隊將在今后的研究中進一步優(yōu)化測試方案，結(jié)合多模態(tài)測試和記錄手段，進一步提高研究結(jié)果的臨床效果、適應(yīng)面和自動化程度，最終為研究意識障礙的神經(jīng)機制、意識活動的神經(jīng)表征，以及在意識障礙患者上開展相關(guān)科學研究提供實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
  
高密度腦電在開展神經(jīng)科學研究中的優(yōu)勢：
足夠的空間分辨率
傳統(tǒng)的腦電圖可能只有幾個導(dǎo)聯(lián)，空間分布非常大導(dǎo)致分辨率差，在傳統(tǒng)的10-20系統(tǒng)中，僅僅只有21個導(dǎo)聯(lián)，這對于當前的研究需求是遠遠不夠的，在先前的研究中，已有研究表明EEG信號的空間采樣只有達到1-2cm才能確保不丟失信號，要保證達到這樣的空間采樣，就需要高密度導(dǎo)聯(lián)來進行空間采樣。
 
預(yù)處理方法的準確性
EEG信號旨在記錄頭皮表面的電信號活動，來評估由大腦引起的電位活動。但是要獲得比較干凈的信號，在一般情況下，都需要進行EEG信號的預(yù)處理過程，在此過程中我們通常會經(jīng)過的預(yù)處理步驟，重參考、偽跡剔除等。
 
源定位的準確性
傳統(tǒng)的腦電圖只能在腦部傳播到頭皮表面時顯示其電活動，而無法估計發(fā)生源的位置。在現(xiàn)在的分析方法中，源定位信號也是探索大腦功能的重要指標之一。找到準確的神經(jīng)元活動將是病理解剖學的重要標志。而現(xiàn)在驗證腦部解剖結(jié)構(gòu)的一種方法是通過MRI圖像來評估源定位，MRI技術(shù)將是一個非常耗時的過程，現(xiàn)在通過高密度腦電圖進行反向計算將能有效得到準確的源定位。從而給像臨床上的癲癇定位或者是病理學定位的腦部功能提供更好的準確性。
 
時間成本
在傳統(tǒng)的32、64導(dǎo)電極帽上，打?qū)щ姼嗟臅r間將是20-30分鐘以上，這對于高密度腦電圖來說，將是一個噩夢，EGI高密度腦電圖采用網(wǎng)狀鹽水帽將128、256導(dǎo)電極帽的準備時間降低到幾分鐘以內(nèi)，這將時間成本來說，將是一個巨大的優(yōu)勢。

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