ساخت مغز مجازی با زیرساخت‌های «پروژه مغز انسان» اروپا

صرع یکی از شایع‌ترین اختلالات عصبی است که بیش از 50 میلیون نفر در سراسر جهان به آن مبتلا هستند. بیماران مبتلا به صرع از تشنج ناشی از فعالیت عصبی ناگهانی و درگیر شدن در شبکه‌های بزرگ مغز رنج می برند. در یک سوم موارد بیماری به داروها مقاوم است. رایج‌ترین گزینه درمانی برای این بیماران برداشتن "ناحیه صرع" با جراحی است، نواحی از مغز که تشنج در آن ظاهر می‌شود.

ویکتور جیرسا می‌گوید: «موفقیت جراحی به تعیین موقعیت دقیق این مناطق بستگی دارد. اما در عمل این مسئله بسیار دشوار است و میانگین موفقیت در عمل فقط در حدود 60٪ است. هر پیشرفتی در این مسیر، برای بسیاری از بیماران تأثیر عمده ای خواهد داشت.»

دانشمند ابزاری محاسباتی به نام "مغز مجازی" (TVB) را برای مدل‌سازی و پیش بینی فعالیت در مغز فردی بیمار ایجاد کرده‌اند. آنها با همکاری متخصص مغز و اعصاب، فابریک بارتولومی، مدلی ارائه کرده‌اند که با صرع سازگار بوده و گسترش فعالیت تشنج مغز مبتلا به صرع را شبیه‌سازی می‌کند. بنابراین این مدل می‌تواند به ابزاری مشاوره‌ای برای جراحان مغز و اعصاب به منظور کمک به جراحی‌های دقیق‌تر تبدیل شود.

در حال حاضر یک آزمایش بالینی برای ارزیابی مدل‌های مغزی شخصی TVB به عنوان ابزاری جدید برای برنامه‌ریزی جراحی صرع در حال انجام است که نتایج اولیه آن بسیار امیدوار کننده بوده است. تاکید بر این نکته مهم است که ابزار مغز مجازی (Virtual Brain) هنوز در مرحله بررسی بالینی است، بنابراین هنوز در دسترس بیماران نیست.

این تیم اکنون روی نسل بعدی مغز مجازی کار می کند، که با استفاده از زیرساخت‌های تحقیقاتی EBRAINS دقت مدل را بیشتر می کند. هدف این است که به طور قابل توجهی پتانسیل شخصی‌سازی مغز را با کمک مجموعه داده‌های اطلس مغز EBRAINS افزایش داده شود. این دستاورد شامل دقیق‌ترین نمایش سه بعدی آناتومی مغز، BigBrain ، با رزولوشن 20 میکرومتر است.

جیرسا می‌گوید: «فقط EBRAINS اجازه می‌دهد تا به این مقیاس و وضوح گسترده برسیم. در اینجا منابع داده مغز با ابزارهای محاسباتی و انفورماتیک با کارایی بالا سازگار و یکپارچه می‌شوند. EBRAINS امکان استفاده از یادگیری عمیق و سایر روش‌ها را برای یافتن پیکربندی متناسب با مغز بیمار را فراهم می کند. این مرحله برای تعیین دقیق منطقه صرع با دقت بالا مهم است.»

کاترین آمونتس، مدیر تحقیقات علمی پروژه مغز انسان موسوم به HBP می گوید: «رویکرد چند رشته ای HBP ، به دست آوردن درک علمی از تجزیه و تحلیل داده های بزرگ و مطالعات تصویربرداری عصبی را برای عصب‌شناسان تسهیل می‌کند. این کار با پشتیبانی مدل‌سازی مغز و محاسبات پیشرفته انجام می‌شود که راهی بسیار تأثیرگذار برای پیشرفت تحقیقات مغز و ایجاد نوآوری در این زمینه است.»

پروژه مغز انسان (HBP) بزرگترین پروژه علمی مغز در اروپا است و در میان بزرگترین پروژه‌های تحقیقاتی است که توسط اتحادیه اروپا تأمین شده است. در رابطه با علوم اعصاب و فناوری اطلاعات، HBP مغز و بیماری های آن را با کمک روش های بسیار پیشرفته از طریق محاسبات، نوروانفورماتیک و هوش مصنوعی بررسی می‌کند و باعث ایجاد نوآوری در زمینه هایی مانند محاسبات مغزی و نوروبوتیک‌ها می شود.

EBRAINS یک زیرساخت جدید تحقیقات دیجیتالی است که توسط پروژه مغز انسان با بودجه اتحادیه اروپا ایجاد شده است، تا تحقیقات مرتبط با مغز را تقویت کند و به ترجمه آخرین یافته‌های علمی به نوآوری در پزشکی و صنعت، به نفع بیماران و جامعه کمک کند.