Geavanceerde software verbetert de analyse van het cerebellum voor het diagnosticeren van de ziekte

Geavanceerde software verbetert de analyse van het cerebellum voor het diagnosticeren van de ziekte

Een team van onderzoekers van de Universitat Politècnica de València (UPV) en het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) heeft 's werelds meest geavanceerde software ontwikkeld om het menselijke cerebellum te bestuderen met NMR-beelden met hoge resolutie. Deze software heet Deepceres en helpt bij het onderzoeken en diagnosticeren van ziekten zoals onder meer ALS, schizofrenie, autisme en de ziekte van Alzheimer. Het werk van de Spaanse en Franse onderzoekers werd gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Neuroimage.

Ondanks zijn kleine omvang in vergelijking met de rest van de hersenen, bevat het cerebellum ongeveer 50% van alle hersenneuronen en speelt het een fundamentele rol in cognitieve, emotionele en motorische functies.

Zoals Sergio Morell-Eorga, een projectonderzoeker aan het ITACA Instituut van de Universiteit Politècnica de València, uitlegt, is het segmenteren van het cerebellum tot nu toe een grote uitdaging geweest vanwege de complexiteit van de anatomie en de moeilijkheid om de structuren te differentiëren via conventionele magnetische resonantiebeelden.

“Deepceres overwint al deze uitdagingen en is vandaag de dag het meest nauwkeurige instrument ter wereld om zo’n belangrijke structuur van het centrale zenuwstelsel als het cerebellum te meten”, benadrukt Morell.

Hoge nauwkeurigheid

De Deepceres-software kan 27 structuren van het cerebellum meten. En het gebeurt om de nauwkeurigheid van de segmentatie te verbeteren in vergelijking met de eerder gebruikte methoden, wat voornamelijk te danken is aan de toepassing van verschillende kunstmatige intelligentie-instrumenten.

Met behulp van standaard resonantiebeelden van 1 kubieke millimeter worden deze met behulp van diepe neurale netwerken omgezet in beelden met een ultrahoge resolutie van 0,125 mm3. Hierdoor kunnen onderzoekers en beroepsbeoefenaren in de gezondheidszorg gedetailleerde informatie verkrijgen over de anatomie van het cerebellum zonder dat er gegevens met ultrahoge resolutie in het eerste beeld nodig zijn. Het is alsof je van een zwart-witafbeelding naar een kleurenafbeelding gaat. Er bestaat momenteel niets vergelijkbaars en het staat ook open voor de hele wetenschappelijke gemeenschap. “

Professor José Vicente Manjón, hoofdonderzoeker van het project

Toepassingen in de neurowetenschappen en de klinische praktijk

Volgens de ontwikkelaars van Deepceres helpt de precisie van de volumetrische kwantificering van het cerebellum bij de studie van neurologische pathologieën zoals cerebellaire ataxie, amyotrofische laterale sclerose of psychiatrische ziekten zoals schizofrenie en autisme.

"Bovendien hebben verschillende recent gepubliceerde onderzoeken aangetoond dat de structuur van het cerebellum voorkomt bij neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer", voegt Sergio Morell toe.

15.000 kleine hersenen in vijf maanden

Om het gebruik ervan te vergemakkelijken, hebben de teams van UPV en het Franse CNRS een online platform ontwikkeld dat toegankelijk is voor onderzoeks- en medisch personeel. Sinds de lancering vijf maanden geleden heeft Deepceres beelden van bijna 15.000 kleine hersenen verwerkt. Tot nu toe is het door deskundigen uit vele landen gebruikt, met de grootste impact in de Verenigde Staten en China.

Onderzoekers van het Onderzoeksinstituut voor Industriële Controlesystemen en Informatica en de Afdeling Toegepaste Wiskunde van de Universiteit Politècnica de València, de Afdeling Psychobiologie van de Universiteit van Valencia, de Afdeling Medische Beeldvorming van de Universiteit van La Fe en het Polytechnisch Ziekenhuis en het Fisabio-mengsel zijn ook betrokken geweest bij de ontwikkeling van de Felipe-Biomedical-Imagebiokentum is betrokken bij de ontwikkeling van de Felipe-ontwikkeling.

Bronnen: