Characterizing connectivity of brain electrical activity across multiple sensors using phase-amplitude coupling

הרקע לפרויקט:

אלקטרוקורטיקוגרפיה (ECOG) היא טכנולוגיה מבטיחה המקליטה פעילות מוחית חשמלית באמצעות אלקטרודות ייעודיות המונחות ישירות על פני המוח החשוף. לטכניקה זו נתונים ייחודים עם רזולוציה זמנית ומרחבית גבוהה ועל כן משמשת בין השאר ככלי קליני שימושי למיפוי תפקוד המוח אצל אוכלוסיות קליניות שונות. במחקרים קודמים הראינו כי נתוני ECOG, הנאספו ממספר סנסורים במקביל במהלך ניתוח מוח בערות של מטופלים עם גידול מוחי, מכילים מידע הקשור לרשתות מוחיות תפקודיות. עם זאת, דפוסי הקישוריות בין הפעילות המוחית שנמדדה בסנסורים השונים נשארו לא ידועות. בפרויקט זה נבחן דפוסי קישוריות מוחית באמצעות ניתוח האותות המוחיים ושימוש במדד של צימוד משרעת-פאזה (Phase-Amplitude Coupling, PAC) .

צימוד משרעת-פאזה מתאר את הקשר שבין שתי רצועות תדירות. PAC נצפה בעבר באיזורי מוח שונים ונמצא כקשור לתפקודים קוגניטיביים שונים כגון קבלת החלטות וזכרון, כמו גם למדדים אחרים של פעילות מוחית כגון fMRI.

בפרויקט זה , נתמקד בשיטות השונות לחישוב PAC עבור נתוני ECOG ונאפיין את האופן שבו מדד זה משתנה במשימות קוגניטיביות שונות. לחקירת דפוסי קישוריות ברמות המוח ואיזורי המוח השונים יש חשיבות קלינית לצורך פיתוח כלים רפואיים תומכי החלטה והבנה טובה יותר של המנגנונים העומדים בבסיס מחלות שונות.

מטרת הפרויקט:

מטרת הפרויקט היא הבנה ושימוש בשיטות החישוב השונות ל PAC עבור נתוני ECOG של מטופלים עם גידול מוחי שהוקלטו במהלך ניתוח מוח בערות. הפרויקט יכלול יצירת סביבה נוחה ונגישה להצגת התוצאות השונות והשוואה בין המשימות השונות שביצעו המטופלים. ניתוח התוצאות יקדם אותנו במטרה להבין את דפוסי הקישוריות באיזורי המוח השונים.

תכולת הפרויקט:

עבודת הסטודנטים תכלול : קריאת ספרות , כתיבת קוד , ניתוח נתונים ושימוש במודלים סטטיסטים. ייפתחו כלים בעיבוד אותות והצגת נתונים.

קורסי קדם:

ניתוח אותות

דרישות נוספות:

מדעי נתונים ביולוגיים , כל ידע בתחום מדעי המוח.

מקורות:

1. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2022.12.007
2. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2016.08.036
3. https://doi.org/10.1126/science.1128115