Beacon Biosignals در حال نقشه برداری از مغز در هنگام خواب است | اخبار MIT

مغز انسان یکی از شگفت انگیزترین و گیج کننده ترین اسرار در پزشکی است. دانشمندان هنوز برای تطبیق فعالیت های عصبی با عملکرد مغز و تشخیص زودهنگام مشکلات تلاش می کنند و تلاش ها برای درمان اختلالات عصبی و سایر بیماری ها را کند می کند.

Beacon Biosignals با نظارت بر فعالیت مغز در هنگام خواب کار می کند تا مغز را درک کند. این شرکت که توسط Jake Donoghue PhD ’19 و محقق سابق MIT Jarett Revels تأسیس شد، یک هدبند سبک وزن ایجاد کرد که از فناوری الکتروانسفالوگرام (EEG) برای اندازه‌گیری فعالیت مغز استفاده می‌کند در حالی که مردم از روال عادی خواب خود در خانه لذت می‌برند. این داده‌ها توسط الگوریتم‌های یادگیری ماشینی برای نظارت بر اثرات درمان‌های جدید، یافتن نشانه‌های جدید پیشرفت بیماری و ایجاد گروه‌های بیمار برای آزمایش‌های بالینی پردازش می‌شوند.

Donoghue که به عنوان مدیرعامل Beacon خدمت می‌کند، می‌گوید: «وقتی آزمایشگاه خواب را بردارید و EEG درجه بالینی را به خانه بیاورید، یک تغییر مرحله‌ای وجود دارد. “این خواب را از یک آزمایش محدود و مبتنی بر تسهیلات به منبع مقیاس پذیر داده های با کیفیت بالا برای تشخیص، توسعه دارو و سلامت طولی مغز تبدیل می کند.”

Beacon با شرکت های داروسازی همکاری می کند تا مسیر خود را به بیماران تسریع بخشد. دستگاه پزشکی پاکسازی شده توسط FDA 510(k) قبلاً در بیش از 40 آزمایش بالینی در سراسر جهان به عنوان بخشی از مطالعات با هدف درمان بیماری‌هایی از جمله اختلال افسردگی اساسی، اسکیزوفرنی، نارکولپسی، پرخوابی ایدیوپاتیک، بیماری آلزایمر و بیماری پارکینسون استفاده شده است.

با هر استقرار، بیکن بیشتر در مورد نحوه عملکرد مغز می آموزد – بینش هایی که برای ایجاد یک “مدل پایه” از مغز استفاده می کند.

Donoghue می‌گوید: «باور ما این است که مجموعه داده‌ای که سلامت مغز را تغییر می‌دهد هنوز وجود ندارد – اما ما به سرعت در حال ایجاد آن هستیم. پلتفرم ما می‌تواند ناهمگونی پیشرفت بیماری را مشخص کند و بینش‌های پویایی ایجاد کند که به طور کامل از طریق روش‌های ایستا مانند توالی یا تصویربرداری غیرممکن است.

روشن کردن مغز

دونوهو در برنامه هاروارد-MIT در علوم و فناوری بهداشت آموزش دید و آموزش بالینی را برای دکترای پزشکی انجام داد و در حین تکمیل دکترای خود در علوم اعصاب در MIT تحت راهنمایی ارل میلر، استاد Picower MIT در رشته مغز و علوم شناختی و موسسه Picower برای یادگیری و حافظه. در حین حضور در این برنامه، دونوگهو در بیمارستان عمومی ماساچوست و بیمارستان کودکان بوستون آموزش دید، جایی که به مراقبت از بیماران، از جمله در انکولوژی، در طول ظهور توالی یابی ژنومی برای هدایت درمان های دقیق سرطان کمک کرد. او بعداً در عصب‌شناسی و روان‌پزشکی کار کرد، جایی که مراقبت اغلب بر رویکردهای تکراری‌تر تکیه می‌کرد – فرصتی را برای ایجاد دقت مبتنی بر داده‌های مشابه برای سلامت مغز برجسته کرد.

Donoghue می‌گوید: «چیزی که بیش از همه مرا شگفت‌زده کرد، ناتوانی در اندازه‌گیری عملکرد مغز به روش‌هایی بود که متخصصان قلب می‌توانند عملکرد قلب بیماران را از خانه به صورت طولی بررسی کنند. در MIT، این اعتقاد را ایجاد کردم که پردازش بسیاری از داده‌های مغزی و تلاش برای ارتباط آن با عملکرد مغز، در نحوه شناسایی و درمان این بیماری‌های عصبی دگرگون خواهد شد.

در پایان دوره آموزشی خود، دونوگهو شروع به توسعه بیشتر ایده های خود کرد و با مربیانی از جمله استادان HST و دانشکده پزشکی هاروارد سیدنی کش و براندون وستور درگیر شد. او در دوران دکترا با ریولز، که به عنوان مهندس نرم افزار تحقیقاتی در آزمایشگاه جولیا MIT کار می کرد، ملاقات کرده بود و او را متقاعد کرد که در سال 2019، Beacon را با او تأسیس کند.

Donoghue به یاد می‌آورد: «ما تصمیم گرفتیم که کسب‌وکاری بسازیم تا اندام مورد علاقه را درک کنیم – مغز – شروعی عالی برای درک بیماری‌های عصبی روانپزشکی ناهمگن و ایجاد درمان‌های بهتر است.

Beacon به‌عنوان یک شرکت محاسباتی و تحلیلی شروع به ساخت دستگاه‌های پوشیدنی برای گسترش تأثیر و دسترسی بالینی کرد. بیکن از روزهای اولیه خود با شرکت‌های بزرگ دارویی که آزمایش‌های بالینی را انجام می‌دهند، همکاری می‌کند و روشی کمتر تهاجمی برای تماشای فعالیت مغز و یادگیری اینکه چگونه داروهای آنها بر مغز و همچنین نحوه خواب بیماران تأثیر می‌گذارند، ارائه می‌دهد.

دونوگو می‌گوید: «روشن بود که خواب پنجره مناسبی برای درک مغز است. فعالیت عصبی در طول خواب می تواند یک مرتبه بالاتر و ساختارمندتر باشد، تقریباً مانند یک زبان. این یک سطح عالی برای درک عملکرد مغز و چگونگی تأثیر داروهای مختلف بر مغز است.

Donoghue می‌گوید که دستگاه‌های Beacon می‌توانند داده‌های درجه آزمایشگاهی را در مورد هر بیمار برای چندین شب متوالی جمع‌آوری کنند و در نتیجه ارزیابی کیفیت بالاتری داشته باشند. این شرکت از یادگیری ماشینی برای استخراج بینش‌هایی مانند زمانی که بیماران در مراحل مختلف خواب سپری می‌کنند و تعداد بیداری‌های کوچکی که در طول شب رخ می‌دهد، استفاده می‌کند. همچنین می تواند تغییرات ظریف معماری خواب را که ممکن است منجر به زوال شناختی شود را تشخیص دهد.

Donoghue می‌گوید: «ما شروع به استفاده از ویژگی‌های فعالیت خواب کرده و آن‌ها را به نتایج مرتبط می‌کنیم، به گونه‌ای که هرگز با این سطح از دقت انجام نشده است.

تا به امروز، Beacon در کارآزمایی‌های بالینی برای اختلالات خواب و روانپزشکی و همچنین بیماری‌های نورودژنراتیو شرکت کرده است، جایی که تغییرات خواب ممکن است سال‌ها قبل از بروز علائم ظاهر شود.

دونوگو می‌گوید: «ما در زمینه‌هایی مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون که پدربزرگم را تحت تأثیر قرار داد، کارهای زیادی انجام می‌دهیم. ما در حال تجزیه و تحلیل ویژگی‌های حرکت سریع چشم و خواب با موج آهسته هستیم تا تغییرات اولیه‌ای را که قبل از علائم بالینی پیش می‌آیند، شناسایی کنیم. این فرصتی است برای انتقال این بیماری‌ها از تشخیص دیرهنگام به تشخیص داده‌محور خیلی زودتر.»

بهبود درمان های مغز برای میلیون ها نفر

سال گذشته، Beacon یک شرکت تست آپنه خواب در خانه را خریداری کرد که هر ساله به بیش از 100000 بیمار در سراسر ایالات متحده خدمات ارائه می دهد و دسترسی به تست های با کیفیت بالا و جامع در خانه را تسریع می بخشد و دسترسی به پلت فرم خود را افزایش می دهد. سپس در ماه نوامبر، این شرکت 97 میلیون دلار برای تسریع این توسعه جمع آوری کرد.

Donoghue می گوید: «چشم انداز همیشه دستیابی به بیماران و کمک به مردم در مقیاس بوده است. Donoghue می‌گوید: «آنچه قدرتمند است این است که ما در طول زمان یک رکورد طولی از عملکرد مغز ایجاد می‌کنیم. ممکن است یک بیمار برای غربالگری آپنه خواب مراجعه کند، اما اگر سال‌ها بعد به پارکینسون مبتلا شود، داده‌های اولیه به پنجره‌ای به بیماری قبل از ظهور علائم تبدیل می‌شود. این آزمایش‌های معمول را به پایه‌ای برای نشانگرهای زیستی کاملاً جدید پیش‌آگهی تبدیل می‌کند – و راهی برای تشخیص و مداخله در بیماری مغزی زودتر، احتمالاً قبل از شروع علائم.»