統(tǒng)計(jì)模型定義了氯胺酮麻醉對(duì)大腦的影響

通過(guò)開發(fā)第一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型來(lái)精細(xì)描述氯胺酮麻醉如何影響大腦，麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)與記憶研究所和馬薩諸塞州總醫(yī)院的一組研究人員為三項(xiàng)進(jìn)展奠定了新的基礎(chǔ)：了解氯胺酮如何誘導(dǎo)麻醉;監(jiān)測(cè)患者在手術(shù)中的無(wú)意識(shí)狀態(tài);并應(yīng)用一種分析大腦活動(dòng)的新方法。

基于對(duì)九名人類和兩名動(dòng)物受試者的腦節(jié)律測(cè)量結(jié)果，發(fā)表在PLOS Computational Biology 上的新模型定義了氯胺酮誘導(dǎo)麻醉期間發(fā)生的大腦活動(dòng)的獨(dú)特特征狀態(tài)，包括每種狀態(tài)持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間。它還跟蹤狀態(tài)如何從一個(gè)狀態(tài)切換到另一個(gè)狀態(tài)的模式。因此，“β 隱馬爾可夫模型”為麻醉師、神經(jīng)科學(xué)家和數(shù)據(jù)科學(xué)家等提供了關(guān)于氯胺酮麻醉如何影響大腦以及患者將經(jīng)歷什么的原則性指南。

在并行工作中，MGH 的麻醉師、麻省理工學(xué)院計(jì)算神經(jīng)科學(xué)教授 Edward Hood Taplin 的資深作者 Emery N. Brown 的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了統(tǒng)計(jì)分析來(lái)表征丙泊酚麻醉下的大腦活動(dòng)，但正如新研究表明的那樣，氯胺酮會(huì)產(chǎn)生完全不同的效果。因此，更好地了解藥物和改善患者預(yù)后的努力取決于擁有氯胺酮特異性模型。

麻省理工學(xué)院腦與認(rèn)知科學(xué)系和醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所以及哈佛醫(yī)學(xué)院的教授布朗說(shuō)：“現(xiàn)在，我們?cè)诼劝吠捌鋭?dòng)力學(xué)方面擁有極其可靠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。”

制作模型

在 MGH 的同事在氯胺酮麻醉下顯示患者的高頻伽馬節(jié)律和極低頻 delta 節(jié)律交替模式后，由研究生 Indie Garwood 和博士后 Sourish Chakravarty 領(lǐng)導(dǎo)的 Brown 團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行嚴(yán)格的分析。Chakravarty 向 Garwood 建議，隱馬爾可夫模型可能很好地?cái)M合數(shù)據(jù)，因?yàn)樗m合描述在離散狀態(tài)之間切換的系統(tǒng)。

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