מדעים החיים והסביבה

פיתוח כלי אוטומטי לזיהוי אזורים במוח בזמן אמת לצורך ייעול גירוי מוחי עמוק (DBS)

תקציר

גירוי מוחי עמוק (DBS) היא שיטת גירוי חשמלי בתדר גבוה של הגרעינים הבזאליים (המטרות), באמצעות אלקטרודות מושתלות. השיטה משמשת כטיפול מוצלח לתסמינים מוטורים טורדניים במחלות כמו פרקינסון. המטרות הן מזעריות, ו-MRI מוקדם לזיהוי, לא יעיל כי המטרות נעות במוח. בגלל שפעולת ניווט האלקטרודות בניתוח מסובכת ביותר וצריכה להיות בזמן אמת, כיום נדרשים לכך נוירוכירורג ואלקטרופיזיולוג נווט, המחזיקים לרוב באחוזי כישלון של 10%. יעילות הטיפול צונחת כאשר האלקטרודות ממוקמות מחוץ ליעד המטרה. השערת המחקר הייתה שניתן לזהות בצורה אוטומטית את האזור בו ממוקמת האלקטרודה בזמן אמת על סמך צורת הספייק (הצורה הגרפית של הדחף העצבי) בלבד הנקלטת מהאלקטרודה. במטרה להבדיל בין צורות הספייקים, נאספו הקלטות חוץ-תאיות משני אזורים צמודים בגרעינים הבזאליים (מטרות של DBS); ה-GP וה-Striatum. במחקר הנוכחי בוצע סינון להקלטות בין רעשי הרקע לספייקים, ואנאליזה שבמרכזה ניתוח אשכולות למימדים מתמטיים שונים שניתן להפיק מצורת הספייק. תוצאות האנליזה הובילו לכתיבת אלגוריתם המבדיל בהצלחה בין מטרות ה-DBS בצורה דינאמית לחלוטין בזמן אמת. הפיתוח יקדם תשתית לאוטומטיזציה מוחלטת לניווט ב-DBS, ייעל משמעותית את הזיהוי המוקדם והניווט בזמן אמת, ויצור הנגשה גלובלית לשיטה שתתרום להמונים.

לפרוייקט הבא
נטע רוז
התיכון הישראלי למדעים ואומנויות – יאס"א, ירושלים
מורים מלווים

ד"ר ישראל רפפורט וד"ר הגר ליס
מנחים
ד"ר אביב מזרחי, ד"ר היילן בייקר, פרופ' חגי ברגמן, האוניברסיטה העברית ירושלים
מנחים מטעם התחרות
ד"ר אילנה כספי
מוזיאון המדע על שם בלומפילד ירושלים, כל הזכויות שמורות, 2021
Site by STREETLIGHT