电刺激诱导的外围神经电流分布随神经损伤的程度而显著变化:利用卷积神经网络和现实的神经模型进行计算研究
Jinze Du1,2, Andres Morales3,2, Pragya Kosta2
1Department of Electrical Engineering, University of Southern California, Los Angeles, CA 90089, USA.
概括
对于神经疾病的电刺激需要更安全的协议. 受损的神经允许更深的电流透,需要调整刺激水平以防止组织损伤和改善治疗结果.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算神经科学是一种神经科学.
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 电刺激是神经系统疾病的关键疗法,但其组织效应和安全性尚未完全理解.
- 优化刺激方案至关重要,以最大限度地提高疗效,并防止潜在的组织损伤.
- 由于长期治疗引起的神经变化,需要定期调整刺激水平.
研究的目的:
- 开发利用先进的计算和机器学习对外围神经刺激的计算模型.
- 为了研究神经损伤如何影响电刺激期间的电流密度分布.
- 为了比较健康与受损的外围神经中的电流透率.
主要方法:
- 从健康和过度刺激的老鼠坐骨神经创建了高分辨率的计算神经模型.
- 使用内部的数值解析器,即入门方法 (AM),来计算电流分布.
- 分析了健康和受损神经模型之间的当前透差异.
主要成果:
- 计算模型显示,神经损伤,以减少纤维包装为特征,导致更深的电流透.
- 吸收方法 (AM) 允许对神经组织内诱导的电流分布进行详细分析.
- 在健康和受损神经模型之间观察到电流透的显著差异.
结论:
- 神经损伤改变了电流的分布,在受损的神经中观察到更深的透.
- 计算模型提供了一个完善电刺激安全标准的途径.
- 该研究旨在为治疗应用设计更安全,更有效的电刺激协议提供信息.
