Epilepsie-Tagebuch

PC-basiertes Modell des epileptischen Gehirns

Abstract

Ziv Yekutieli und Shai Hoshkover

Epilepsie ist seit der Antike bekannt und betrifft das Leben von Millionen. Aus verschiedenen physiologischen und ethischen Gründen ist es äußerst schwierig, das menschliche Gehirn gründlich zu untersuchen. Daher wissen wir auch nach Jahrtausenden der Identifizierung und Behandlung von Epilepsie relativ wenig darüber, was Epilepsie verursacht und wie man sie am besten behandelt. Um dieser Herausforderung zu begegnen, entwickeln wir ein künstliches neuronales Netzwerk, mit dem wir mehrere Aspekte des epileptischen Gehirns nachahmen können. Unser Modell basiert auf einer speziell entwickelten neuronalen „Zelle“ und das Netzwerk ist so aufgebaut, dass es mehrere Grade der Flexibilität bei seiner Gestaltung bietet. Dadurch können wir die Gestaltung des Gehirnmodells auf mehreren Ebenen steuern: angefangen beim Neurotransmitter bis hin zu den Eigenschaften des gesamten Netzwerks. Wir vergleichen die Aktivität unseres Modells mit der von echten Gehirnen echter Patienten und weisen Ähnlichkeiten in den wichtigsten Eigenschaften der neuronalen Aktivität nach. Die Verwendung dieses künstlichen Netzwerks bietet eine einfachere experimentelle Plattform, die epilepsieähnliches Verhalten zeigt, was es einerseits ermöglicht, die zugrunde liegenden Mechanismen der Epilepsie zu untersuchen und andererseits mögliche Behandlungen zu prüfen. Das Modell kann übernommen werden, um andere physiologische Eigenschaften darzustellen, die für die Modellierung anderer neurologischer Störungen geeignet sein können.