AIRDEM

Vurdering av individuell risiko for demens ved epilepsi: multimodal hjernebasert presisjonsprognose

EEG

Til tross for mange års arbeid har forskere gjort lite fremskritt når det gjelder å identifisere og behandle nevrologiske lidelser som demens og andre sykdommer knyttet til nevroutvikling. Dr. Ira Haraldsen ved Oslo universitetssykehus og teamet hennes i AIRDEM-prosjektet tror dette er fordi vi ser i feil retning. De mener vi kan finne svar i de indirekte mekanismene til sykdommer, slik som predisposisjoner som starter tidlig i livet. AIRDEMs nåværende fokus er på å utvikle metoder for å måle synkronisitet – mønstre av koordinert nevronaktivitet i hjernen – ved å bruke elektroencefalogram (EEG) for å teste om disse mønstrene kan være forløpere til nevral degenerasjon.

Haraldsen ble inspirert til å teste denne hypotesen i løpet av årene hun studerte pubertet som et biologisk fenomen. I arbeidet sitt så hun at harmonisk, desentralisert, lekende aktivitet mellom kommuniserende hjerneområder, ble ansett som sunt. Kan en endring eller forstyrrelse av denne synkroniseringen til hypersynkronisitet være en tidlig indikator på patologi? Haraldsen sammenlikner fenomenet med flygeleder som ser på flyveretning: hvis de ser at alle flyene endrer kurs, og går i en retning og unngår en annen retning, er det en ganske god indikasjon på at det er et problem langs den gamle retningen.

Måling av hjerneaktivitetsmønstrene gjøres best med EEG, en billig og godt forstått teknologi som måler elektrisk aktivitet i hjernen. Matematikken som kreves for å kartlegge nevrale nettverk fra EEG og teste AIRDEMs hypotese, er imidlertid veldig komplisert. For å overvinne denne utfordringen som har satt en stopper for mange andre laboratorier, har AIRDEM ansatt en ingeniør med erfaring med kunstig intelligens (KI) og leter etter samarbeidspartnere med ekspertise innen maskinlæring og dataanalyse. De bygger også et partnerskap med et privat selskap som bruker en KI-algoritme for å oppdage kreft, som kan være i stand til å oppdage mønstre i hjerneaktivitet også.

Dette hjernekartet er nødvendig fordi leger for øyeblikket ikke har en god måte å screene risikopopulasjoner på før de viser symptomer. Ideelt sett ville AIRDEM testet personene før og etter at de viser symptomer for å se etter endringer i synkronitet, men de fleste pasientene kommer til sykehuset først når de merker noe galt. Mens de trenger noen hundre friske mennesker til slutt for å utvikle hjernekartet sitt, har AIRDEM funnet en passende startpopulasjon i en gruppe personer som har epilepsi, mild kognitiv svikt (MCI) og bevegelsesforstyrrelser.

Med disse deltakerne starter AIRDEM forskningen. De planlegger å måle EEG-mønstre hos hver pasient og korrelere det med magnetisk resonansavbildning (MRI), positronemisjontomografi-scan (PET) og nevropsykologisk testing og atferdsundersøkelse for å lage et komplett funksjonelt hjernekart. I likhet med flygelederen som ser på fly, ser forskerne etter mønstre på ulike steder over tid for å identifisere tegn på risiko for kognitiv svikt.

Deres mål er å utvikle denne målealgoritmen til en komplett pakke som integreres med EEG-teknologi. Leger på sykehuset kunne bruke algoritmen på eksisterende EEG-data for raskt å sjekke pasienter for hypersynkronisitet og starte behandlingen. Mens forskerne fremdeles har en lang vei å gå før de har svar på hypotesen, kan et billig diagnostisk verktøy basert på en ny forståelse av hjernen ha stor positiv innvirkning på helsevesenet.

Haraldsens forskningsgruppe

Haraldsens forskningsgruppe ved OUS.

Prosjektinformasjon

  • Kategori:
    Helse
  • Varighet:
    2021
  • Støtte:
    Helse Sør-Øst RHF (HSØ)
  • Institusjon:
    Oslo universitetssykehus (OUS)
  • Assosiert prosjekt

Prosjektleder

Ira Haraldsen

Partnere

Aalto University, Complutense University of Madrid, Helsinki University Hospital, OsloMET og Università Cattolica del Sacro Cuore-Roma