ويمكن للنظام، الذي يعتمد على التعلم الآلي لتحليل إشارات تخطيط كهربية الدماغ، التنبؤ بنوبات الصرع قبل حوالي ساعة من حدوثها. * NeuroHelp، الشركة الناشئة التي تم إنشاؤها مؤخرًا والتي حصلت على ترخيص لتطوير التكنولوجيا وتسويقها تجاريًا، هي شركة تابعة لشركة Maitz واحة، من المركز ريادة الأعمال 360 من جامعة بن غوريون
طور باحثون في جامعة بن غوريون في النقب جهازًا مبتكرًا والأول من نوعه للكشف عن نوبات الصرع والتنبؤ بها باستخدام خوارزميات التعلم الآلي. يمكن للجهاز القابل للارتداء إنشاء تحذير مبكر بشأن هجوم وشيك سيتم إرساله إلى الهاتف الخليوي قبل حوالي ساعة من بدء الهجوم. تم منح ترخيص لتطوير النظام وتسويقه لشركة NeuroHelp، وهي شركة قمت بتأسيسها مؤخرًا تقنيات بي جي إن، شركة تسويق التكنولوجيا التابعة لجامعة بن غوريون بالتعاون مع الدكتور أورين شاريكي من قسم العلوم المعرفية والدماغية في جامعة بن غوريون والمؤسس العلمي لشركة NeuroHelp.
الصرع هو مرض عصبي له تأثير واسع النطاق وبدرجات متفاوتة من الشدة. حوالي 30% من المرضى لا يستجيبون بالشكل الأمثل للعلاج الدوائي ويعيشون في خوف دائم من النوبات. بالنسبة لهؤلاء المرضى، يمكن لجهاز فعال للتنبؤ بالنوبات أن يحسن نوعية حياتهم بشكل كبير ويسمح لهم بتجنب الإصابات الناجمة عن النوبات.
يمكن للأجهزة الموجودة اليوم للتحذير من النوبات أن تكتشف النوبة في الوقت الفعلي ولكنها غير قادرة على تقديم إنذار مبكر بنوبة وشيكة. يعتمد الجهاز المبتكر للتنبؤ بالنوبات واكتشافها على مزيج فريد من مراقبة نشاط الدماغ بمساعدة مخطط كهربية الدماغ وخوارزميات التعلم الآلي.
وقال الدكتور أورين شريكي، "نوبات الصرع تعرض مرضى الصرع لمجموعة متنوعة من المخاطر التي يمكن الوقاية منها، بما في ذلك السقوط والحروق والإصابات الأخرى. لسوء الحظ، لا توجد حتى الآن أجهزة للتنبؤ بالنوبات يمكنها تنبيه المرضى إلى نوبة وشيكة والسماح لهم بالاستعداد لها. ولهذا السبب نحن متحمسون لأن خوارزمية التعلم الآلي التي طورناها يمكنها التنبؤ بدقة بالهجمات القادمة، لمدة تصل إلى ساعة تقريبًا قبل حدوثها. وبما أننا أظهرنا أيضًا أن الخوارزمية الخاصة بنا تدعم التخفيض الكبير في عدد أقطاب EEG المطلوبة، فإن الجهاز الذي نقوم بتطويره سيكون دقيقًا وسهل الاستخدام. ونحن نعمل حاليًا على تطوير نموذج أولي سيكون جاهزًا للتقييم في التجارب السريرية البشرية في وقت لاحق من هذا العام."
يجمع النظام بين جهاز تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وبرنامج متقدم يقلل من عدد أقطاب تخطيط كهربية الدماغ (EEG) الضرورية ويوفر معلومات حول الموضع الأمثل للأقطاب الكهربائية على فروة الرأس. تقوم الخوارزميات المتطورة بتصفية الضوضاء الخلفية التي لا تتعلق بنشاط الدماغ، وتستخرج مقاييس معلوماتية لنشاط الدماغ، وتميز بين نشاط الدماغ قبل النوبة ونشاط الدماغ الذي لا يسبق النوبة.
الدكتور هدار رون رئيس مجلس إدارة مساعدة عصبية، ذُكر، "إن الصرع الذي لا يستجيب بالشكل الأمثل للأدوية يمثل ما يصل إلى 30٪ من حالات الصرع، ولهذا السبب فإن وجود جهاز دقيق وسهل الاستخدام للتنبؤ بالنوبات يعد حاجة طبية حقيقية لم تتم تلبيتها. الأجهزة الموجودة اليوم للتحذير من النوبات تكتشف النوبة وقت حدوثها، وأغلبها تعتمد على التغيرات في الحركة، مثل التشنج العضلي أو السقوط. جهازنا فريد من نوعه من حيث أنه يمكنه التنبؤ بالنوبات ويسمح للمرضى وفريق الرعاية الخاص بهم باتخاذ إجراءات استباقية لمنع الإصابات. وهو أيضًا الجهاز الوحيد غير الجراحي الذي يعتمد على نشاط الدماغ وليس على حركات العضلات أو معدل ضربات القلب. ونحن واثقون من أنه سيكون أداة هامة في إدارة الصرع المقاوم للعلاج بالأدوية."
جوش بيليج، الرئيس التنفيذيالتكنولوجيا BGNوأضافت شركة تسويق التكنولوجيا التابعة لجامعة بن غوريون، "تم تأسيس شركة NeuroHelp، وهي شركة تابعة لشركة Technologies BGN، مؤخرًا كجزء من برنامج تسريع الأعمال واحة من جامعة بن غوريون، لمواصلة تطوير وتسويق حلولهم المبتكرة لصالح الأشخاص الذين يعانون من الصرع. مؤخرًا، فازت شركة NeuroHelp بأول جائزة استثمارية في مسابقة SiliconGev للشركات الناشئة، وتعد هذه الجائزة اعترافًا مهمًا بالإمكانات الاستثنائية لهذه التكنولوجيا، والتي تعتمد على مزيج فريد من أبحاث الدماغ والذكاء الاصطناعي الذي تم تطويره في دكتور شاريكي. معمل."
تم تطوير الخوارزمية الجديدة واختبارها على بيانات مخطط كهربية الدماغ (EEG) من قاعدة بيانات كبيرة للأشخاص المصابين بالصرع والذين تمت مراقبة نشاط دماغهم لعدة أيام قبل الجراحة. تم تقسيم بيانات المرضى إلى أجزاء قصيرة من نشاط ما قبل النوبة أو أثناء النوبة. تم تدريب العديد من خوارزميات التعلم الآلي بمستويات متفاوتة من التعقيد على قاعدة بيانات مخصصة في البداية للتدريب (80% من إجمالي بيانات مخطط كهربية الدماغ في المجموعة)، ثم تم اختبار قدرتها على التنبؤ بنوبة الصرع على بيانات مخطط كهربية الدماغ المتبقية (20% من إجمالي بيانات EEG في المجمع). كما تم اختبار فعالية الخوارزميات المختلفة اعتمادًا على عدد أقطاب تخطيط كهربية الدماغ (EEG). وصلت الخوارزمية ذات القدرة التنبؤية الأفضل إلى مستوى دقة 97%، وكانت قدرتها التنبؤية سليمة تقريبًا (دقة 95%) حتى عندما اعتمدت على عدد صغير نسبيًا من الأقطاب الكهربائية.
الصرع هو مرض دماغي مزمن غير معدي يصيب حوالي 65 مليون شخص في جميع أنحاء العالم. وتتميز بنوبات متكررة، وهي عبارة عن نوبات قصيرة من الحركات اللاإرادية التي قد تشمل منطقة واحدة من الجسم أو الجسم بأكمله، وغالبًا ما يصاحبها فقدان الوعي وفقدان السيطرة على العضلة العاصرة. النوبات هي نتيجة زيادة النشاط الكهربائي لمجموعة من خلايا الدماغ. يمكن أن تكون مناطق مختلفة من الدماغ مواقع لهذا النشاط المتزايد. يمكن أن تتراوح النوبات من فقدان الوعي لفترة وجيزة أو تشنج عضلي صغير إلى تشنجات شديدة وطويلة الأمد. ويختلف تواتر الهجمات أيضًا، حيث يتراوح من أقل من هجوم واحد سنويًا إلى عدة هجمات يوميًا.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 2
تقوم الكلاب بهذه المهمة تمامًا كما تستطيع الأجهزة الإلكترونية التنبؤ بالنوبات
لم يثبت أن أجهزة تنظيم ضربات القلب أو الأقطاب الكهربائية الأفضل لديها الكثير من المشاكل المرتبطة بها
نحن لا نعطي الرأي دائمًا حول نوعية حياة مريض الصرع
الاختراع رائع ومثير للاهتمام. المشكلة هي أنني أفهم أنه يتعين عليك توصيل بعض الأقطاب الكهربائية برأسك وهذا ما لا يشجعك. من الممكن أن يكون الاختراع مناسبًا للمرضى الذين يعانون من عدة نوبات يوميًا وهم على أي حال في المنزل تحت المراقبة. إذا تمكنت من تشغيل الجهاز لاسلكيًا، فسيكون اختراعًا يستحق جائزة نوبل. ربما من الممكن اختراع جهاز صغير سيكون ذو مظهر جمالي وسيعلق على الرقبة بالقرب من العصب الخطأ وسينقل النشاط الكهربائي إلى جهازك ومن ثم ستفسره الخوارزميات على أنه حالة ما قبل النوبة. أو قم بدمج التكنولوجيا الخاصة بك مع تقنية VNS. أخبرتني زوجتي أنها لن توافق على وضع أقطاب كهربائية على رأسها. كان اختبار تخطيط كهربية الدماغ (EEG) بمثابة كابوس، حيث كان لدينا كلب كان قادرًا على تمييز النوبة عن طريق الرائحة وليس عن طريق التدريب. فهل من الممكن تطوير جهاز يشم أيضاً التغيرات في رائحة الجسم ويعطي مؤشراً إضافياً قبل النوبة؟ أرغب في تلقي التحديثات وأن أكون أول من يشتري جهازك إذا قمت بحل مشكلة القطب الكهربائي. ولا ننسى أن أغلب مرضى الصرع يحاولون إنكار المرض ومن ثم فإن الأقطاب الكهربائية فعلا بكل فوائدها تخون المرض أيضا في نفس الوقت. على أية حال، أكن احترامًا كبيرًا للبحث نفسه. زوجتي مصابة بالصرع وفي معظم الأوقات تكون غير متوازنة بين الحين والآخر. هناك أيضًا أيام من الاستقرار. ولهذا السبب فإن هذا الموضوع قريب إلى قلبي. أنا أجهد عقلي كيف أساعدها (التحقق من الطعام، ساعات النوم، الحالة الهرمونية، وما إلى ذلك) وفي وقت عدم الاستقرار، تزداد العصبية وتختفي عندما لا أكون قادرًا على تغيير الوضع. أنا لست عالما ولا طبيبا. شكراً جزيلاً!