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Uno strumento digitale avanzato per supportare meglio le decisioni nel campo della chirurgia dell’epilessia

I ricercatori dello Human Brain Project hanno sviluppato uno strumento computazionale per localizzare con maggior precisione le regioni del cervello interessate dall’epilessia nei pazienti affetti da questa malattia. Il team sta ora utilizzando una nuova infrastruttura di ricerca digitale chiamata EBRAINS per potenziare l’accuratezza dello strumento.

Salute

Non esiste cura per l’epilessia, una malattia che colpisce circa 50 milioni di persone in tutto il mondo. In base alle stime dell’Organizzazione mondiale della sanità, ben il 70 % delle persone che ne sono affette potrebbe condurre una vita priva di attacchi epilettici se la malattia fosse adeguatamente diagnosticata e trattata con i farmaci. Un’alternativa per i pazienti che non rispondono alle terapie farmacologiche è data dalla stimolazione cerebrale profonda, che consiste nell’impianto di elettrodi nel cervello. Un’ulteriore alternativa è rappresentata dall’intervento chirurgico, che prevede la rimozione della zona epilettogena, ovvero la regione del cervello in cui hanno origine le crisi epilettiche. «Il successo dell’intervento chirurgico dipende dalla capacità di localizzare queste aree il più precisamente possibile, ma nella pratica clinica ciò risulta spesso molto difficile, e il tasso di successo chirurgico si attesta in media intorno ad appena il 60 %», spiega il dottor Viktor Jirsa dell’Università Aix-Marseille in un comunicato stampa pubblicato sul sito web «EurekAlert!». «Qualsiasi miglioramento in tal senso avrebbe un impatto significativo per molti pazienti». Tale miglioramento si presenta sotto forma di uno strumento computazionale chiamato The Virtual Brain (TVB), utilizzato per simulare l’attività delle crisi epilettiche nel cervello dei pazienti. Inizialmente sviluppato dal dottor Jirsa e dal suo team, lo strumento potrebbe aiutare i neurochirurghi a localizzare in modo più preciso le regioni del cervello interessate dalle crisi epilettiche, contribuendo così ad un maggiore successo degli interventi chirurgici. I ricercatori stanno attualmente conducendo uno studio clinico per valutare l’efficacia dei modelli personalizzati di rete cerebrale di TVB ai fini della pianificazione degli interventi di chirurgia dell’epilessia.

Mettere in campo una nuova infrastruttura di ricerca digitale

Con il supporto del progetto HBP SGA3 finanziato dall’UE (l’ultimo di quattro programmi di lavoro dello Human Brain Project (HBP)), il team sta ora utilizzando una nuova infrastruttura di ricerca digitale chiamata EBRAINS per migliorare l’accuratezza di TVB attraverso dati ad alta risoluzione dell’atlante del cervello. Secondo il dottor Jirsa, solo EBRAINS è in grado di raggiungere «una scala e una risoluzione di tale portata». E prosegue: «Qui, le risorse di dati sul cervello vengono rese compatibili e integrate con strumenti di calcolo e di informatica ad alte prestazioni. EBRAINS consente di applicare l’apprendimento profondo e altri metodi per trovare la configurazione che più si adatta alle registrazioni delle dinamiche del cervello proprie del paziente. Si tratta di un passo importante verso una più accurata individuazione della zona epilettogena.» Le capacità dell’infrastruttura di EBRAINS vengono illustrate in un video disponibile su YouTube. Paweł Świeboda, amministratore delegato di EBRAINS e direttore generale di HBP, descrive lo strumento TVB sviluppato dal dottor Jirsa come «uno dei tanti traguardi rivoluzionari raggiunti grazie all’innovativa esperienza scientifica degli scienziati dello Human Brain Project e all’infrastruttura di ricerca all’avanguardia di EBRAINS». E svela poi le sue aspirazioni: «In futuro ci auguriamo di poter condividere nuove scoperte nel campo della salute del cervello grazie a EBRAINS. Nel frattempo, invitiamo i ricercatori di diverse discipline, quali le neuroscienze, la neuroingegneria o la neurotecnologia, tanto per citarne alcune, a capire come la piattaforma EBRAINS possa migliorare le loro ricerche.» HBP, uno dei maggiori progetti di ricerca del mondo, riunisce scienziati e ingegneri provenienti da oltre 140 università, ospedali universitari e centri di ricerca in tutta Europa. «L’approccio multidisciplinare di HBP, che acquisisce informazioni neuroscientifiche a partire dall’analisi di metadati e di studi di neuroimaging, con l’ausilio della modellizzazione del cervello e di calcoli avanzati, è un metodo altamente efficace per far progredire la ricerca sul cervello e per offrire innovazioni ai pazienti e alla società», osserva Katrin Amunts, direttrice della ricerca scientifica del progetto HBP. Il progetto HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3), della durata di 3 anni, si concluderà nel marzo 2023. Per maggiori informazioni, consultare: sito web dello Human Brain Project

Parole chiave

HBP SGA3, Human Brain Project, The Virtual Brain, EBRAINS, cervello, epilessia

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