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全球MRI数据为改善脑损伤治疗提供了希望

颅脑外伤是致残的主要原因,可能对患者及其亲人造成重大影响。患者会遭受一系列的身体,认知,行为和情感问题。

如果医生怀疑脑部受伤,跌倒并撞到头的人,交通事故或其他头部受伤的人通常会接受MRI检查。但是,很难从MRI准确预测出创伤将导致哪些问题(如果有的话)。

现在,研究人员希望对更新和更高级的MRI方法的研究将比今天更好地使该患者群体受益。但是,迄今为止的进展受到相对较小的研究的限制,并且缺乏跨研究中心共享和分析这些数据的标准。

“这项研究面临的主要挑战是弄清楚哪种损伤特征以及由损伤引起的大脑变化可以预测患者如何康复以及需要进行哪些随访。挑战的很大一部分在于,每个患者都如此不一样。”亚历山大·奥尔森说。他是挪威科技大学(NTNU)心理学系的副教授,也是圣奥拉夫斯医院的神经心理学家。

研究人员的目标是合并和分析来自世界各地的大量大脑成像数据集,以查看他们是否可以找到单个中心的单个研究中无法分辨的联系。

ENIGMA的主要项目位于南加州大学,奥尔森(Olsen)是宾夕法尼亚州立大学的弗兰克·希拉里(Frank Hillary)致力于中度至重度脑损伤的小组的联合负责人。

大脑包含大约3000亿个脑细胞,它们解码100万亿条消息,使我们能够思考和采取行动。

“通过集中我们的资源,在数据,计算能力和知识专长方面,我们将能够解决我们领域中一些尚未解决的重大问题,例如性别如何影响结果,更广泛的患者群体中是否存在亚型,或者如何处理神经影像数据中的病变。” ENIGMA脑损伤主要小组的共同负责人艾米丽·丹尼斯(Emily Dennis)说。这个主要的脑损伤小组由来自13个国家的170名研究人员组成。

她说:“世界各地许多杰出的科学家一直在研究这些问题,并取得了很大进展,但这受到我们单个样本数量的限制。”

杨百翰大学名誉教授,犹他大学神经病学和精神病学兼职教授艾琳·比格勒(Erin Bigler)说,这里面临的挑战之一是人们的大脑差异很大,就像个人的指纹一样。Bigler从事创伤性脑损伤研究已有50年,发表了200多篇有关该主题的论文。

他说:“脑外伤通常被称为影响最复杂器官的最复杂疾病。”

比格勒说,此外,大脑包含大约3000亿个脑细胞,它们解码100万亿条消息以使我们思考和行动,这很容易理解为什么研究人员需要来自许多不同的大脑和脑损伤的大量数据。

他说:“非常大的样本量是必不可少的,否则将不可能包含所有这些可变性。”

首先,ENIGMA项目将对与美国,欧洲,澳大利亚,中东,南非和南美的研究人员合作收集的MRI数据应用不同类型的高级分析方法。

今天的MRI图像可以告诉临床医生受伤的程度以及受伤的种类。但奥尔森(Olsen)的研究小组正在研究基于研究的MRI方法,该方法使用更高级的算法和统计数据。

奥尔森说:“我们正在努力开发更好的和更标准化的方法来汇总和理解MRI数据,我们希望为研究的突破做出贡献,使患者受益。”

分析方法和方式的异质性,以及患者群体的异质性,至今都无法实现这种标准化。只有通过包括数千个数据集的如此大规模的国际合作项目,方法开发才能取得进展。

Penn State的希拉里(Hillary)表示,这项工作的目的是合并似乎无法合并的数据(研究人员称之为“数据统一”)的另一个优势是,它可以使研究人员能够使用已经收集的旧数据。

他说:“数据聚集在影像学和遗传学研究中至关重要,因为在任何一个实验室中,数据集和统计能力都很小,但是将来自世界各地实验室的数据组合在一起,为理解脑部疾病提供了新的可能性,并可能促进科学发展。”

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