Исследованием занималась сотрудники Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Университета Иннополис. Они работали с учеными из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Мюнстерского университета, Мадридского политехнического университета и Потсдамского института изучения климатических изменений.
В рамках исследования ученые анализировали появление эпилепсии в головном мозге крыс с помощью подходов теории экстремальных событий — термина, используемого в математике для описания неожиданных аномальных отклонений динамической системы от ее нормального поведения.
Сегодня большой интерес для междисциплинарного научного сообщества представляют исследования в области экстремальных событий. Это обусловлено большой важностью и экономической выгодой, потому что предсказание поможет предотвратить многие катастрофы. Это актуально при подготовке к стихийным бедствиям: цунами, экономическим кризисам, нарушениям транспортного сообщения, обрывам в сети электроснабжения и так далее. Мы выяснили, что неожиданное и быстрое формирование приступов эпилепсии, вызванное синхронизацией большого количества нейронов, демонстрирует динамику, свойственную экстремальным событиям.
Сотрудник Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Университета Иннополис Вадим Грубов
В ходе исследования ученые занимались прогнозированием приступов абсанс-эпилепсии — неконвульсивной формы заболевания. Несмотря на отсутствие конвульсий, данный тип эпилепсии остается крайне опасным, потому что больной теряет контроль над своими действиями и окружающей обстановкой. Сегодня существуют препараты, которые останавливают приступы, но не разработаны способы их предотвращения.
Оказалось, что частотно-временной и статистический анализы сигналов электрической активности головного мозга крыс WAG/Rij, на которых и проводились исследования, позволяют предсказать появление приступа абсанс-эпилепсии за 7 секунд до его начала, что в совокупности с использованием существующих методов (медикаменты или электрическая стимуляция) дает возможность предотвратить приступ.