ASCENT将通过使基于模型的方法更容易获得、更可再现和更高效,来改进和加速神经刺激疗法的开发和临床转化
荣誉:杜克大学埃里克·穆塞尔曼 杜克大学的生物医学工程师开发了一个开源软件平台,可以自动进行3D电神经刺激建模
这可能允许研究人员预测特定的神经将如何对来自定制电极的不同刺激模式做出反应
研究人员希望该平台将帮助研究人员为多种疾病创建新疗法的精确模型,包括糖尿病、类风湿性关节炎和心血管疾病
像心脏起搏器一样,神经刺激装置被植入体内,并被编程为向神经发送有针对性的电脉冲
这些电脉冲可以启动或抑制神经中的信号,改变器官功能的调节,并可能治疗疾病
在某些情况下,神经刺激是一种有希望的药物替代品
这项研究于8月26日在线发表在《PLOS计算生物学》杂志上
某些电刺激疗法,如迷走神经刺激,已经被证明是对传统药物治疗无效的患者如癫痫和抑郁症的有效治疗方法
杜克大学沃伦·格里尔(Warren Grill)生物医学工程实验室的研究主任尼科尔·佩洛特(Nicole Pelot)说:“尽管有很有希望的临床前数据,但将神经刺激转化为临床是具有挑战性的,因为动物和人类之间,甚至人与人之间的神经解剖存在很大的可变性。”
“这些可变性需要选择不同的电极或刺激参数来实现目标反应,这可能有点像猜谜游戏
" 虽然计算建模允许研究人员避免电刺激中的一些猜测,但是建模过程非常复杂,这通常限制了其在专家开发人员中的使用,并限制了模型的可再现性和重用性
埃德蒙·T·烤架
小普拉特
杜克大学生物医学工程学院杰出教授,在过去的四年里与他的同事一起开发了一个解决方案
Grill说ASCENT,或称表征电神经阈值的自动模拟,使得神经刺激建模更加容易、可再现和高效
它允许研究人员定义各种信息,如神经几何形状、纤维模型、电极设计和刺激波形,然后模拟神经对电脉冲的反应
ASCENT的自动化允许用户复制以前发表的研究模型,将一个可能需要几年的过程变成可能只需要几周或几天的事情
“我们设计了代码,所以它非常容易扩展,”Grill实验室的本科生研究助理Jake Cariello补充道
“我们将复杂的系统分解为子组件,每个子组件都是可定制的
" ASCENT是一个开源项目,作为美国国立卫生研究院共同基金“刺激周边活动缓解病情”项目(SPARC)的一部分,用户可以免费访问
这里可以下载ASCENT软件
博士埃里克·穆塞尔曼说:“这种专门的工具通常是新手用户无法使用的。”
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烧烤实验室的学生
“我们希望ASCENT将有助于推动科学向前发展,因为更多的研究人员能够使用计算模型设计和解释治疗干预措施
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