Медицински последствия от неврологията с отворен код

Чрез нашите предишни статии от отворената наука, ние се съсредоточихме върху различни области за значението на възприемането на подход с отворен код в науката и технологиите. Нека сега да се потопим по-дълбоко в спектъра, като разгледаме някои важни аспекти на невронауката.

В тази нова статия за отворената наука ще започнем с невронауката с отворена перспектива, разбира се, и ще разгледаме нейните медицински последствия от гледна точка на медицината и извън нея. По-конкретно говорим за модерна неврология и разглеждаме някои от нейните клонове, където Open Source се оказва голямо предимство. По време на това четене ще разгледаме и някои разработки на FOSS в Neuroscience.

Да започнем с този забележителен видеоклип, който подчертава отделни случаи на диагностика на мозъка. Д-р Даниел Амен ясно обяснява как всеки мозък трябва да бъде диагностициран по различен начин, всеки от които може да бъде толкова уникален.

Какво е невронаука?

Анатомия на два представителни неврона в мозъка и синапс между тях. Път на електрически ток, обозначен с жълти стрелки. Вмъкнат, близък поглед към синапса. Илюстрация, адаптирана от Центъра за образование и насочване на болестта на Алцхаймер, Национални институти за стареене, Национални здравни институти на САЩ | Източник на надписи | Източник на изображението

Основната идея на Neuroscience е изучаването на нервната система чрез настоящи и развиващи се научни методи. Става дума за огромна и просторна мрежа от неврони и синапси, които не са ограничени само до мозъка, но и извън нея.

Защо неврологията е толкова важна?

Ключът към разбирането на няколко неврологични и психиатрични разстройства като шизофрения, Алцхаймер и много други предизвикателни заболявания зависят от най-новите постижения в клиничната невронаука.

Neuroengineering

Приемането на инженерен подход за по-добро разбиране, ремонт и подобряване на невронните системи е известен като Neuroengineering. В съвременната неврология невроинженерингът може да бъде от голямо значение поради неговите безгранични перспективи да се свърже с познанието и да разбере сивото вещество. Инструмент, който много често се споменава в този домейн, е интерфейсът за мозъка и компютъра (BCI).

Следното видео представя историята зад OpenBCI, интерфейс с отворен код, който е получил повече от двойно от целевата си цел за финансиране на Kickstarter.

Open Ephys е друга отворена инициатива за хардуер за неврологията. Основната мотивация зад Open Ephys е да се повиши информираността за това как Open Source:

  • Елиминира излишъка
  • Намалява разходите
  • Увеличава производителността

Прочетете за хартия тук. Тяхната история подчертава всички основополагащи идеи зад Open Ephys.

Протезиране и подобрения

Не повече, само да се даде възможност на хората с увреждания, да говорят за свръхчовешки възможности!

По принцип протезата е заместител на всяка част от тялото. Но подобрение може да бъде нещо с функция, която не съществува в естествената му форма!

В продължение на много години невроинженерите от цял ​​свят развиват невронни протези, изградени с дизайн, базиран на различни хардуерни рамки. Някои от тези невропротези са толкова напреднали, че едва ли имат забележима разлика по отношение на използваемостта.

Невероятните невронни дизайни вече дадоха възможност да се помогне на хората да правят неща, които те вече не биха могли. Но това не свършва дотук. Тези протези вече позволяват на хората да изпълняват невероятни свръхчовешки задачи с лекота. Някак си намеква за Киборг на DC? Колко далече сме от фикция?

Ами, истинският свят познава Нийл Харбисон, като първия киборг на планетата. Ако сте любопитни, разгледайте следния видеоклип на TEDx, за да разберете какъв може да бъде пътят да станете киборг:

Интересното е, че един любопитен разработчик на GitHub опита същия експеримент, описан в видеото на Neil TEDx с Python, за да покаже същите резултати.

Всичко това кибернетичен хардуер, за който говорихме, се използва предимно от софтуер с отворен код, което улеснява решаването на проблеми, с които може да се сблъска потребителя. Винаги е по-лесно да се поправят или калибрират медицински аксесоари, ако софтуерът, който работи с него, е с отворен код.

Neuroinformatics

Както Биоинформатиката, както обсъдихме в предишната ни научна статия, можем да дефинираме невроинформатиката, като преразгледаме същото определение:

Невроинформатиката е интердисциплинарен предмет, обединяващ компютърните науки и неврологията, който включва разработване на изчислителни методи и софтуерни инструменти за анализ и интерпретация на неврологични данни.

Изчислителната неврология и невроинформатиката имат същите различия, които компютърната биология и биоинформатиката имат помежду си, както говорихме по-рано.

Може би се чудите как да използвате фразите "Computational Neurology" и "Computational Neuroscience". Съществува много основна разлика между двата термина. Неврологията е клон на Neuroscience за изучаване на неврологични системи с медицинска гледна точка, за справяне с болести, свързани с нервната система, докато Neuroscience може да бъде всичко за нервната система като цяло. Прочетете повече за тях тук.

Open Source Neuroscience

Отвореното писмо, към което се обръщат повече от 200 души от учени, иноватори и изследователи, поеха своя ангажимент за приемане на подход с отворен код във всичките си изследователски дейности в областта на неврологията, можете да намерите на opensourceforneuroscience.org. Това породи движението за невронауки с отворен код.

Всички тези хора са стигнали до благородно споразумение, последвано от конференция, озаглавена "Съвместно развитие на моделите на невронни системи", проведена през септември 2016 г. в изследователския корпус Janelia.

Съответният документ, озаглавен “Ангажимент за отворен код в неврологията” е отворен достъп и е достъпен в списанието Cell, наречено Neuron, което включва много внимателно изявление:

Може да има много интерпретации на това, което трябва да бъде споделено, но трябва да има преход от старата нагласа, че няма задължение или мотивация да се пусне някакъв код, свързан с публикация, на мислене, че освобождаването на кода може да подобри научна стойност на една публикация, както и ползи за лабораторията и общността като цяло.

Тази инициатива ще помогне много за укрепването на честните изследователски практики по толкова чувствителна тема, която е тясно свързана с разбирането и диагностицирането на психични разстройства. Причината за това е, че когато някой подаде вестник на всеки вестник, свързан с Neuroscience, всеки изходен код на софтуера, който е бил използван за това изследване, също трябва да бъде предоставен заедно с него. По този начин се установява по-силно валидиране на разглежданата научна статия.

Open Neuroscience е информационно хранилище, което следва подобна идеология. Той съхранява проектните връзки на сайтове като GitHub, който е единственият център около Neuroscience. Хранилището е изградено с помощта на мрежа от сътрудници с една обща цел: да следи и управлява интересни проекти с отворен код, свързани с Neuroscience.

Нека сега разгледаме последиците от всичко, което обсъдихме по-горе по отношение на медицинската неврология.

Инициатива за отворен код на мозъка

Инициативата за открит източник на мозъци се основава на симулиране на различни области на човешкия мозък, за да се разбере по-добре.

Когато говорим за клинична неврология, ангажиментът към стриктното спазване на подход с отворен код е много необходим, за да се осигурят прозрачни изследователски усилия и безпроблемна диагностика и лечение.

Neurotica

Neurotica е библиотека с отворен код Neuroscience за Mathematica (съвременна техническа изчислителна система, обхващаща повечето области на техническите изчисления). Библиотеката Neurotica, по-специално, има някои много интересни функции, включително една за обработка на 3D данни за МРТ.

Neuropharma

Както вече знаем, терминът Фарма се отнася до медицината като цяло, неврофарма се отнася конкретно до лекарства, направени само за неврологични или психични разстройства.

Отворен код Neuropharma

Open Molecular Neuroscience следва Open Source Pharma подход, за да осигури по-добро сътрудничество при подобряването на съществуващите лекарства или разработването на нови такива за борба с шизофренията и други психични разстройства, което е основната идея на Open Source Neuropharma.

Отворен източник на невронауки силно повлиява Open Source Neuropharma. Тези подходи ще доведат до по-добри прозрачни практики в развитието на невро-лекарства.

Използването на софтуер с отворен код и Linux в клиничната невронаука ще осигури по-добро разбиране на всяка изследователска цел, насочена към по-добра неврофармакология, особено в съвместни инициативи между невролози и изследователи. Основата на тези усилия вече е поставена чрез Open Source Pharma (обсъдена в нашата предходна отворена научна статия).

Например, шизофренията е неврологично заболяване, което възниква поради невродегенеративно разстройство, което поражда халюцинации и заблуди. Тези халюцинации и заблуди са склонни да бъдат видими, чуваеми или сетивни. Невро-лекарствата продължават да се развиват и до днес, за да се противопоставят на шизофренията чрез потискане или облекчаване на тези симптоми.

Проектът ОПТИКА е инициатива, създадена с единствената цел да предостави отворена платформа за истинска транслационна наука в изследванията на шизофренията. Това е чудесен пример за отворена наука.

Проектът ОПТИКА има за цел да демонстрира стойността на отворен подход за по-добро разбиране на ефикасността и безопасността на лекарствата, използвани за лечение на шизофрения и шизофрения като заболяване, включително естествена история, подтипове и етиология. Целта е да се допринесе за разработването на нови изследователски проекти и аналитични методи за различни типове данни, които използват съществуващите източници на данни.

Сега е по-лесно да се диагностицират неврологични разстройства, защото неврологичните бази данни са отворен код чрез проекти като ОПТИКА.

Преодоляване на пропастта между AI и Neuroscience

Изкуственият интелект и неврологията се свързват много тясно един с друг, тъй като изследването, основано на някой от тях, е вдъхновено от другото. Така непрекъснатите усилия са много важни за обединяването им.

Този обширен разговор на TEDx подчертава много важни моменти от тях. Той също така споменава значението на инициативите за невронауки с отворен код като проекта за човешки мозък и Numenta. Други големи инициативи са NeuralEnsemble и CON.

Ако сте разработчик на софтуер и искате да се включите и да допринесете за Neuroscience, тук е отличен ресурс за започване. Можете също да проверите тази хартия на същото.

резюме

За да припомним накратко обсъждането, ние ви представихме Neuroscience с перспектива с отворен код с някои от нейните интересни клонове. Разгледахме две важни понятия, като една се фокусира върху Neuroengineering за справяне с медицински и кибернетични подобрения, а другата се движи чрез Open Source Pharma подход към Neuropharma, за да проектира или разработи по-добри психиатрични лекарства. И накрая, ние също така подчертахме как AI и Neuroscience могат да бъдат така корелирани един с друг.

Въпреки че можем да продължим с тази огромна тема на неврологията, ние се надяваме, че успяхме да покрием най-важните неща и да предоставим основната идея зад Open Source Neuroscience с нейните медицински ползи.

Препоръчано

Пълно ръководство за трикратно зареждане на Windows, Kubuntu и Debian
2019
GNOME 3.26 Издаден! Проверете новите функции
2019
3D отпечатване с отворен код: проучване на научни и медицински решения
2019