BrainBeats כתוסף EEGLAB בקוד פתוח לניתוח משותף של אותות EEG ואותות לב וכלי דם
April 26th, 2024
ארגז הכלים של BrainBeats הוא תוסף EEGLAB בקוד פתוח שנועד לנתח במשותף אותות EEG ולב וכלי דם (ECG/PPG). הוא כולל הערכת פוטנציאלים מעוררי פעימות לב (HEP), ניתוח מבוסס תכונות וחילוץ חפצי לב מאותות EEG. הפרוטוקול יסייע בחקר יחסי גומלין מוח-לב באמצעות שתי עדשות (HEP ותכונות), וישפר את יכולת השחזור והנגישות.
היקף ארגז הכלים של BrainBeats הוא לספק קוד פתוח וכלי אוטומטי לביצוע מחקר על יחסי גומלין מוח-לב. הוא מאפשר לחוקרים לבצע ניתוח רב-מודאלי של אותות EEG ואותות קרדיווסקולריים באמצעות עיבוד אותות סטנדרטי, חילוץ תכונות, ממשק משתמש גרפי והדמיית נתונים. כתוצאה מהגישה הרדוקציוניסטית ההיסטורית במדע, המוח ומערכת הלב הופרדו ובודדו, מה שהוביל להבנה מוגבלת של יחסי הגומלין וההשפעה ההדדית ביניהם.
ארגז הכלים של BrainBeats נועד לגשר על הפער הזה. הבנת יחסי הגומלין בין המוח ללב מאפשרת לחוקרים לקבל תובנות עמוקות יותר על האופן שבו מצבים קוגניטיביים ורגשיים משפיעים על תפקוד הלב וכלי הדם ולהיפך. בתורו, תובנות אלה יכולות להוביל להתערבויות וטיפולים טיפוליים חדשים.
סקירה כללית
ערכת הכלים BrainBeats היא תוסף קוד פתוח ל-EEGLAB שמטרתו להקל על הניתוח המשותף של אותות EEG וקרדיווסקולריים (ECG/PPG). ערכת הכלים משפרת את המחקר על האינטראקציה בין המוח והלב על ידי מתן כלים להערכת פוטנציאלים שהתעוררו בעקבות פעימות לב (HEP) ומיצוי ארטיפקטים מלבביים מאותות EEG, ובכך לשפר את הנגישות והנכונות לשחזור במחקר.
מרכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- נוירו-מדע
- מחקר קרדיווסקולרי
- עיבוד אותות
רקע
- באופן היסטורי, מערכות המוח והלב נחקרו בנפרד, מה שהגביל את ההבנה של האינטראקציות ביניהם.
- ערכת הכלים BrainBeats מטפלת בפער זה על ידי אפשרות לחוקרים לחקור את האינטראקציה הדינמית בין מערכות אלו.
- תובנות לגבי השפעות מצבים קוגניטיביים ורגשיים על התפקוד הקרדיווסקולרי יכולות להוביל לטיפולים חדשים.
מטרת המחקר
- לספק כלי סטנדרטי לניתוח רב-מודאלי של אותות EEG וקרדיווסקולריים.
- לשפר את ההבנה של האינטראקציות בין המוח והלב ואת ההשלכות שלהן על הבריאות הנפשית והגופנית.
- לשפר את הנגישות והנכונות לשחזור במחקר קשור.
שיטות שימוש
- המחקר השתמש בערכת הכלים BrainBeats במסגרת EEGLAB על MATLAB.
- אותות EEG וקרדיווסקולריים (ECG ו-PPG כאחד) נותחו דרך ממשקים גרפיים להערכת HEP וארטיפקטים מלבביים.
- הפרוטוקול כלל הגדרת נתיבים ב-MATLAB, טעינת מערכי נתונים ועשיית חילוץ מאפיינים.
- השלבים הקריטיים כללו שינוי הגדרות רעש קו חשמל ואימות פלטים לאורך הניתוח.
תוצאות עיקריות
- ממצאים בולטים כללו תנודות משמעותיות שהתעוררו בעקבות פעימות לב ברצועת האלפא שלאחר הפעימה.
- ניתוח קוהרנטיות בין-ניסויים לא הראה על נעילת פאזה משמעותית של פאזת EEG עם פעימות לב.
- תפוקות עיקריות כללו גם מאפייני HRV ונתוני EEG, וחשפו דפוסים חשובים הקשורים למקצבים לבביים.
מסקנות
- ערכת הכלים BrainBeats מדגימה פוטנציאל לגישור הפער בין מחקר המוח למחקר הלב.
- היא מאפשרת הבנה מקיפה יותר של השפעות קוגניטיביות ורגשיות על הבריאות הקרדיווסקולרית.
- התובנות שהושגו יכולות להודיע אסטרטגיות והתערבויות טיפוליות עתידיות.
