心拓EGI高密度腦電助力神科所華山醫院神經科學研究

      EGI高密度腦電助力中國神經科學發展-祝賀神科所，華山醫院研究成果登頂2020年度腦科學研究進展。2020年12月16日，中國神經科學學會公布了2020年度“中國神經科學重大進展”科學研究項目，此六項研究積極的推動了神經科學領域的創新發展，充分展示和宣傳神經科學領域的重大科研成果，在此6項神經科學研究中，我們注意到《利用中文語言研究“植物人”大腦意識水平》使用高密度腦電技術開展科學研究，該項研究成果充分驗證了高密度腦電技術在神經科學研究中的優勢性。
 
        2020年5月25日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、中國科學院靈長類神經生物學重點實驗室王立平研究組與復旦大學附屬華山醫院神經外科毛穎/吳雪海團隊在《Nature Neuroscience》期刊在線發表了題為《探索意識障礙患者層級語言加工》的合作研究論文。
      研究團隊利用高密度腦電技術在意識障礙患者上開展了語言加工相關神經表征的探索性研究，并將相關神經表征與機器學習方法相結合，成功實現了對患者意識狀態的診斷和康復預測，為意識障礙患者的臨床診療提供了新的參考（圖1）。
   
圖1.研究者結合多層級語言序列范式和頭皮高密度腦電（EGI）記錄，幫助臨床醫生對意識障礙患者的意識水平進行診斷和預后判斷 
   
研究團隊可能找到了一種普適的大腦意識水平的評價指標，在昏迷、睡眠、麻醉等一系列與意識水平相關的大腦狀態評估中有著廣泛的潛在應用價值。研究團隊將在今后的研究中進一步優化測試方案，結合多模態測試和記錄手段，進一步提高研究結果的臨床效果、適應面和自動化程度，最終為研究意識障礙的神經機制、意識活動的神經表征，以及在意識障礙患者上開展相關科學研究提供實驗依據和理論基礎。
  
高密度腦電在開展神經科學研究中的優勢：
足夠的空間分辨率
傳統的腦電圖可能只有幾個導聯，空間分布非常大導致分辨率差，在傳統的10-20系統中，僅僅只有21個導聯，這對于當前的研究需求是遠遠不夠的，在先前的研究中，已有研究表明EEG信號的空間采樣只有達到1-2cm才能確保不丟失信號，要保證達到這樣的空間采樣，就需要高密度導聯來進行空間采樣。
 
預處理方法的準確性
EEG信號旨在記錄頭皮表面的電信號活動，來評估由大腦引起的電位活動。但是要獲得比較干凈的信號，在一般情況下，都需要進行EEG信號的預處理過程，在此過程中我們通常會經過的預處理步驟，重參考、偽跡剔除等。
 
源定位的準確性
傳統的腦電圖只能在腦部傳播到頭皮表面時顯示其電活動，而無法估計發生源的位置。在現在的分析方法中，源定位信號也是探索大腦功能的重要指標之一。找到準確的神經元活動將是病理解剖學的重要標志。而現在驗證腦部解剖結構的一種方法是通過MRI圖像來評估源定位，MRI技術將是一個非常耗時的過程，現在通過高密度腦電圖進行反向計算將能有效得到準確的源定位。從而給像臨床上的癲癇定位或者是病理學定位的腦部功能提供更好的準確性。
 
時間成本
在傳統的32、64導電極帽上，打導電膏的時間將是20-30分鐘以上，這對于高密度腦電圖來說，將是一個噩夢，EGI高密度腦電圖采用網狀鹽水帽將128、256導電極帽的準備時間降低到幾分鐘以內，這將時間成本來說，將是一個巨大的優勢。

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