効率的なガウスのプロセスベースのモーターホットスポットハンティングで,同時にTMSコイルの位置と方向を最適化します

科学分野:

• 神経科学は神経科学である.
• バイオメディカルエンジニアリング
• 計算神経科学とは

背景:

• トランスクラニアル磁気刺激 (TMS) は,重要な非侵襲的な脳刺激技術です.
• モーターホットスポット・ハンティングは,研究と臨床使用において極めて重要な,信頼性の高いTMS応答のための最適な頭皮の位置を特定します.
• 現在のホットスポット狩猟方法は,大きなパラメータ空間と時間制限により課題に直面しています.

研究 の 目的:

• モーターホットスポットハンティングのための空間的および角的TMSパラメータの同時最適化のためのアプローチを開発し,評価する.
• 異なる取得機能とコイル回転制約が,ホットスポット狩りの有効性と精度に与える影響を評価する.
• 安全性を向上させ,参加者の負担を軽減するためにTMSプロトコルの最適化に関する洞察を提供すること.

主な方法:

• Gaussian プロセスと Bayesian オプティマイゼーションを使用して,同時に空間および角の TMS パラメータの最適化を行いました.
• 健康な個人からの TMS データとシミュレートされたデータを用いて,5つの取得機能を評価した.
• ホットスポット狩猟性能に対するコイル回転制約の影響を体系的に分析した.

主要な成果:

• 空間的および角的TMSパラメータの同時最適化は,ホットスポット狩りの有効性と空間的精度を大幅に改善しました.
• コイルの回転に関する任意の制約は,柔軟性と個々の変動性を制限し,最適以下であることが判明しました.
• トンプソンサンプリングは,探査と採掘のバランスを取ることで優れたパフォーマンスを示し,局所最適への早期の収束を回避しました.

結論:

• TMSパラメータの同時最適化と取得機能の慎重な選択は,効果的なホットスポットハンティングに不可欠です.
• コイルの回転を制限する制約を取り除くことは,柔軟性を最大化し,個々の違いを考慮するために必要である.
• この最適化されたアプローチは,TMSアプリケーションを進歩させ,潜在的に安全性を高め,神経科学の研究と臨床実務における参加者の負担を軽減します.