Πρόβλεψη Της Εκφορτιστικής Δραστηριότητας Νευρώνων Του Υποθαλαμικού Πυρήνα Από Τα Δυναμικά Τοπικού Πεδίου Με Χρήση Μη-γραμμικών Μοντέλων Izhikevich

Abstract

Όλο και περισσότερες ενδείξεις συνηγορούν στη δυνατότητα πρόβλεψης της εκφορτιστικής δραστηριότητας των νευρώνων με βάση τα δυναμικά τοπικού πεδίου (ΔΤΠ). Στην παρούσα διπλωματική εργασία, εξετάσαμε κατά πόσο μια γραμμική μορφοποίηση των ΔΤΠ, τα οποία αποκτήθηκαν από μικροηλεκτροδιακές καταγραφές εντός του υποθαλαμικού πυρήνα ασθενών με νόσο του Πάρκινσον, μπορεί να αποτελέσει την είσοδο ενός κατάλληλα παραμετροποιημένου μοντέλου Izhikevich με σκοπό την πρόβλεψη των νευρωνικών εκφορτίσεων νευρώνων του υποθαλαμικού πυρήνα.Τα ηλεκτροφυσιολογικά δεδομένα αποκτήθηκαν από τρεις Παρκινσονικούς ασθενείς, οι οποίοι δεν καλύπτονταν από φαρμακευτική αγωγή, κατά τη διάρκεια της εγχειρητικής εμφύτευσης ενός εν τω βάθει διεγέρτη. Οι νευρωνικές καταγραφές αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια αυθόρμητης δραστηριότητας του υποθαλαμικού πυρήνα, πριν την εμφύτευση του διεγέρτη με τη χρήση ενός συνδέσμου από πέντε ηλεκτρόδια.Δείχνουμε ότι ένα μοντέλο Izhikevich, οδηγούμενο από ΔΤΠ, μπορεί να προβλέψει τόσο τον ακριβή χρονισμό όσο και το ρυθμό νευρωνικής εκφόρτισης με υψηλή ακρίβεια στις 6 από τις 8 ενδοπυρηνικές καταγραφές. Από τα υπόλοιπα μοντέλα το ένα εμφάνισε μια ελαφρώς χαμηλότερη ακρίβεια στην πρόβλεψη του ρυθμού και το δεύτερο υστέρησε στην πρόβλεψη του χρονισμού των νευρωνικών εκφορτίσεων.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα προτείνουν ότι τα ΔΤΠ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιόπιστη πρόβλεψη των νευρωνικών εκφορτίσεων ως προς τον ακριβή χρόνο και το ρυθμό τους.