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第四届神经计算青年研讨会

脑疾病状态的神经计算建模

Speaker

Chen Liu(刘晨) , 天津大学

Time

18 Dec, 17:00 - 17:30

Abstract

脑功能与脑内部环路状态密切相关,脑环路状态异常已经被证明是帕金森等神经退行性疾病的病理基础。但由于大脑环路状态难以直接获取,从而限制了对脑疾病发生和调控治疗机制的探索。为此,本研究提出了一种跨尺度神经计算建模方法,实现了神经元-神经集群-脑功能纵向链接。该模型采用Izhikevich神经元模型模拟了皮层-基底核-丘脑神经环路600个神经元的动作电位,并基于球模型将核团突触变量转换成bold信号,实现了患者个性化脑功能与潜在环路状态的一致性建模。基于该模型,研究纳入了27例帕金森疾病晚期患者(晚期患者均已在底丘脑核进行脑深部电刺激手术半年)和30名健康对照,利用患者DBS开关机和健康对照的功能核磁数据,实现了皮层-基底核-丘脑神经环路中10个关键突触参数的个性化逆向估计,深入阐释了帕金森症运动量表中33个运动小分与环路关键突触变量之间的重要联系,揭示了帕金森特异性症状的发病与DBS调控机制。该研究所提出的疾病个性化跨尺度神经计算模型,为探究疾病潜在发病机理与调控机制提供了重要临床指导,同时也为疾病个性化调控方案的制定提供了重要工具。