Persönliche Gesundheit

Neue cloud-basierte Werkzeug beschleunigt die Forschung über die Bedingungen, wie Demenz -, Sport-Gehirnerschütterung

Wissenschaftler in den Vereinigten Staaten, Europa und Südamerika berichten, wie eine neue cloud-computing-web-Plattform, die es Wissenschaftlern ermöglicht, Daten zu erfassen und Analysen auf das Gehirn, potenziell Reduzierung von Verzögerungen bei der Entdeckung.

Das Projekt, genannt brainlife.io, geführt von Franco Pestilli, associate professor in der Universität von Indiana in Bloomington College of Arts und Sciences‘ Department of Psychological and Brain Sciences und Mitglied der IU-Netzwerk Science Institute, in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen in der Universität. In IE, es ist die Beschleunigung der Forschung auf Erkrankungen wie Demenz, Sport Gehirnerschütterung und Augenerkrankungen.

Ein neues paper über das Projekt wurde veröffentlicht 30 Mai in der Zeitschrift Wissenschaftliche Daten.

„Wissenschaftler sind immer umarmen moderner Technologie zu reduzieren menschliche Fehler in der wissenschaftlichen Forschung, Praxis“, sagte Pestilli, die etablierten brainlife.io-2017 mit Unterstützung der National Science Foundation und Microsoft.

„Dieser Artikel beschreibt einen einzigartigen Mechanismus, durch den die Wissenschaftler auf der ganzen Welt teilen können Daten und Analysen, die es Ihnen erlaubt, zu reproduzieren, Forschungsergebnisse und erweitern Sie um neue Grenzen des menschlichen Verstandes“, fügte er hinzu. „Der nutzen einer solchen Plattform ist schneller-Forschung-Gehirn-Krankheit.“

Das system verwaltet alle Aspekte der Forschung, wo die Menschen eher als Maschinen, die Fehler machen, wie die Verfolgung von Daten und code für die Analyse, das speichern von Informationen und Erstellung von Visualisierungen.

Bei IU, brainlife.io wird verwendet, um Forschung auf mehrere Gesundheits-Studien. Beispiele:

  • Forschung auf Sport Gehirnerschütterung und chronische traumatische Enzephalopathie Leitung von Nicholas Port an der IU School of Optometry in Bloomington.
  • In die Alzheimer-Forschung, geführt von Andrew Saykin an der IU School of Medicine in Indianapolis.
  • Die Forschung an Makuladegeneration in Zusammenarbeit mit Forschern in Japan und Europa, wurde vor kurzem veröffentlicht in der Zeitschrift Gehirn-Struktur und-Funktion.

Das neue Papier bietet eine „case study“ auf, wie zu generieren, eine vollständige Studie, einschließlich Datenerfassung, Analyse und Visualisierung, die auf der brainlife.io-Plattform. Es beschreibt auch, wie das system behält die Daten und Analysen in einem einzigen digitalen Datensatz, erstellen Sie wiederverwendbare Forschung Vermögen für andere Wissenschaftler in Ihrer Arbeit.

„Ich Verweise gerne auf die neue Technik als einen Prozess der“ Daten upcycling,‘ Pestilli sagte. „Die neuen Datensätze, die Wissenschaftler erstellen und teilen Sie auf brainlife.io leicht wiederverwendet werden, von anderen, über die Ziele der ursprünglichen Studie.“

Zum Beispiel, eine Studie zu Schädel-Hirn-Verletzung könnte potenziell kombinieren Sie Daten aus einer Studie an Alzheimer-Krankheit zu verstehen, die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen, die in beiden Bedingungen.

Wichtig ist, Pestilli Hinzugefügt, brainlife.io ist so konzipiert, speichern und verarbeiten von Daten, die sich aus diffusion-weighted magnetic resonance imaging—eine form der Bildgebung, die verwendet Wassermoleküle im Gehirn zu erstellen, die eine sehr detaillierte roadmap der Nerv Spuren im Gehirn—sowie tractography, ein 3-D-Modellierung technischer, visuell repräsentieren diese Nerven und zu verstehen, das Netzwerk von verbindungen, aus denen sich das Gehirn.

„Der Einsatz dieser bildgebenden Verfahren revolutioniert das wissen über Netzwerke innerhalb des Gehirns und die Auswirkungen, die das Gehirn der weißen Substanz auf das menschliche Verhalten und Krankheit“, Pestilli sagte. Es erzeugt auch riesige Mengen von Daten, die erfordern, dass ernsthafte computer-Ressourcen zu speichern und zu analysieren.

Einige dieser Rechenleistung kommt von Microsoft, die sich für brainlife.io als eines der ersten acht Projekte profitieren von der initiative des Unternehmens zum Preis von $3 Millionen in der compute-credits für Projekte im Rahmen des NSF-das Big-Data-Speichen und die Planung von Projekten, von denen IU ist ein Teil. Das Projekt wird außerdem unterstützt der NSF-GEHIRN-Initiative, ein Bundes-Projekt zu generieren, neue physische und konzeptionelle Werkzeuge, um das Gehirn verstehen.

IU Mitwirkende brainlife.io umfassen Soichi Hayashi, software-Ingenieur bei der IU Pervasive Technology Institute; Studenten Brad Caron, Lindsey Kitchell, Brent Wilson und Dan Bullock; und Bachelor-Studenten Yiming Qian und Andrew Patterson. Bullock und McPherson-wurden unterstützt durch Zuschüsse aus dem National Institutes of Health, NSF.

Weitere Autoren des Artikels sind auch Forscher an der Indiana University, der University of Michigan in Ann Arbor, an der Northwestern University, der University of Trento in Italien und CONICET in Argentinien.

Was Sie sagen

„Diese Forschung teilt mit uns neue Methoden und Plattformen, die helfen, Neurowissenschaftler, die Zusammenarbeit über disziplinäre Grenzen hinweg, die Daten gemeinsam nutzen, zu vervielfältigen Ergebnisse und Stärkung der Neurowissenschaften“, sagte Kurt Thoroughman, ein Programm officer bei der NSF. „Ergebnisse wie diese zeigen, NSF, das Engagement der BRAIN-Initiative und die Bemühungen zur Verbesserung unser Verständnis der neuronalen Grundlagen der menschlichen Wahrnehmung. Diese Erkenntnisse haben Auswirkungen auf das Gehirn Wissenschaften, einschließlich das Verständnis der normalen Hirnfunktionen und Verbesserung der Ergebnisse für die über 1 Millionen Amerikaner mit Erkrankungen des Gehirns.“