Künstliche Nervenzellen können Hirnströme bei Epilepsie-Patienten entziffern

Systeme der Künstlichen Intelligenz (KI) können mit echten Gehirnen nicht konkurrieren, wenn es um die Verarbeitung sensorischer Daten oder die Interaktion mit der Umwelt in Echtzeit geht. Ein Forscherteam der Universität Zürich, der ETH Zürich und des Universitätsspitals Zürich haben nun einen auf neuromorpher Technologie basierenden Chip entwickelt, der komplexe Biosignale erkennt. Mit dem Chip wurden bei Epilepsie-Patienten die Hochfrequenz-Oszillationen (HFO) analysiert. Diese spezifischen Wellen werden mittels intrakraniellem Elektroenzephalogramm (iEEG) gemessen und haben sich als Biomarker für jenes Hirngewebe etabliert, das für epileptische Anfälle verantwortlich ist. Dies könnte neue Wege in der Epilepsie-Therapie aufzeigen.

Die ExpertenInnen planen jetzt den Aufbau eines elektronischen Systems zur verlässlichen Echtzeit-Erkennung und -Überwachung von HFO, das auch bei neurochirurgischen Eingriffen eingesetzt werden könnte.

Weiterhin wollen die WissenschaftlerInnen ein Epilepsie-Überwachungsgerät entwickeln, das außerhalb der Klinik eingesetzt werden kann und somit die Auswertung der Signale einer großen Anzahl von Elektrokontakten über mehrere Wochen oder Monate ermöglicht. Dies könnte über eine drahtlose Datenübertragung mit geringem Stromverbrauch erfolgen, z. B. zur Datenerfassung auf einem Mobiltelefon, sagt Giacomo Indiveri, Professor am Institut für Neuroinformatik der UZH und der ETH Zürich. Und „Ein solcher tragbarer oder implantierbarer Chip könnte Phasen mit hoher oder niedriger Anfallsneigung identifizieren und so eine personalisierte Medizin ermöglichen“, ergänzt Prof. Dr. techn. Johannes Sarnthein, Neurophysiologe am Universitätsspital Zürich.

Die Epilepsieforschung erfolgt am Zentrum für Epileptologie und Epilepsiechirurgie Zürich, einer Kollaboration von Universitätsspital Zürich, Schweizerische Epilepsie-Klinik und Universitäts-Kinderspital Zürich.

Quelle: PI Universität Zürich, 27.05.2021

Originalpublikation

An electronic neuromorphic system for real-time detection of high frequency oscillations (HFO) in intracranial EEG.

(bd)
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