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对痴呆症运动脑震荡等疾病的研究

美国,欧洲和南美洲的科学家正在报告一个新的云计算网络平台如何让科学家跟踪大脑的数据和分析,从而减少发现的延迟。

该项目名为brainlife.io,由印第安纳大学布卢明顿艺术与科学学院心理与脑科学系副教授Franco Pestilli领导,也是IU网络科学研究所的成员,与该大学的同事合作。在IU,它正在加速对痴呆症,运动脑震荡和眼病等疾病的研究。

5月30日,科学数据期刊发表了一篇关于该项目的新论文。

“科学家越来越多地采用现代技术来减少科学研究实践中的人为错误,”Pestilli说,他在2017年建立了brainlife.io,得到了美国国家科学基金会和微软的支持。

“本文描述了一种独特的机制,通过这种机制,世界各地的科学家可以共享数据和分析,从而使他们能够重现研究结果并将其扩展到人类理解的新领域,”他补充道。“这种平台的好处是可以更快地研究脑部疾病。”

该系统管理研究的所有方面,其中人们比机器更容易犯错误,例如跟踪数据和代码以进行分析,存储信息和生成可视化。

在IU,brainlife.io被用于推进多项医疗保健研究的研究。例子包括:- 由布鲁明顿IU视光学院的Nicholas Port领导的体育脑震荡和慢性创伤性脑病的研究。- 由印第安纳波利斯IU医学院的Andrew Saykin领导的阿尔茨海默病研究。

- 与和欧洲研究人员合作研究黄斑,最近发表在脑结构和功能杂志上。新论文提供了关于如何在brainlife.io平台上生成完整的研究,包括数据收集,分析和可视化的“案例研究”。它还描述了系统如何在单个数字记录中保存数据和分析,以便为其他科学家创建可重复使用的研究资产。

“我喜欢将新技术称为'数据升级'的过程,”佩斯蒂利说。“科学家在brainlife.io上创建和分享的新记录可以很容易地被其他人重复使用,超出原始研究的目标。”

例如,一项关于创伤性脑损伤的研究可能会结合阿尔茨海默病研究的数据,以了解这两种情况下的潜在生物学机制。

重要的是,Pestilli补充说,brainlife.io旨在存储和处理来自扩散加权磁共振成像的数据 - 这是一种利用大脑中的水分子创建大脑中神经轨迹的高度详细路线图的成像形式 - - 以及纤维束成像,一种3D建模技术,可以直观地表示这些神经,并了解构成大脑的连接网络。

“使用这些成像技术彻底改变了大脑内部网络的知识以及大脑白质对人类行为和疾病的影响,”Pestilli说。它还会生成大量需要严格计算机资源来存储和分析的数据。

其中一些计算能力来自微软,后者选择brainlife.io作为前八个项目之一,受益于该公司计划向NSF大数据轮辐和规划项目下的项目提供300万美元的计算信用,其中IU是一部分。该项目还得到了NSF的BRAIN计划的支持,该计划是一个联邦项目,旨在生成新的物理和概念工具来理解大脑。

IU脑活动的贡献者包括IU Pervasive Technology Institute的软件工程师Soichi Hayashi;研究生Brad Caron,Lindsey Kitchell,Brent McPherson和Dan Bullock;和本科生一鸣倩和安德鲁帕特森。布洛克和麦克弗森得到了美国国立卫生研究院和美国国家科学基金会的资助。

该文章的其他作者包括印第安纳大学,密歇根大学安娜堡分校,西北大学,特伦托大学和阿根廷CONICET的研究人员。他们在说什么

“这项研究分享了新的方法和平台,帮助神经科学家跨学科界限进行协作,共享数据,重现结果并加强神经科学,”NSF项目官员Kurt Thoroughman说。“这些研究结果证明了NSF对BRAIN计划的承诺,以及为提高我们对人类认知的神经基础的理解所做的努力。这些研究结果对大脑科学产生了影响,包括了解正常的大脑功能并改善100多万患有疾病的美国人的结果。大脑。“

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