新传媒网Skoltech 的研究人员提出了一种快速、准确的数值方法来解决困扰监测大脑电活动的脑电图 (EEG) 研究的问题——由于该方法的空间分辨率较低，必须费力地定位大脑中 EEG 信号的来源。新方法可能有助于改善脑电图的医学和研究应用。该论文发表在IEEE Transactions on Biomedical Engineering上。
假设您想研究人脑的特性和活动，而又不想打开大脑所有者的头骨(侵入性研究方法也有其应用，但可以理解的是这些方法是有限的)。你可以将大脑及其主人放入核磁共振仪中，这就是新闻中大多数流行研究的完成方式。MRI 可以提供出色的空间分辨率，让您可以非常准确地定位大脑活动。但它的速度慢得惊人，捕捉过程需要几分钟，而人脑的典型反应时间只有几十甚至几百毫秒。然后是脑磁图，脑磁图，
然而，EEG(脑电图)更简单、更容易设置和使用，并且提供了非常好的时间分辨率;这就是它在医疗保健和研究中如此广泛使用的原因。该研究的合著者米哈伊尔·马洛维奇科 (Mikhail Malovichko) 解释说，只有一个问题：即使是皮层的一小块活跃区域也会在头部表面的大部分区域产生电位，因此准确定位大脑的小活跃区域是一项艰巨的任务。具有挑战性的数学任务，即所谓的逆脑电图问题。
为了解决这个问题，研究人员通常使用 MRI 扫描来构建受试者头部的模型，放置一些候选电偶极子，本质上是对信号可能来自何处的最佳猜测，然后用计算机修补模型，直到其输出符合要求。在头部测量的实际信号。为此，机器必须首先解决许多互补的正向问题：弄清楚这些候选偶极子会产生什么样的电活动。
“这种方法是通用的。正向问题的初步解决将逆脑电图问题简化为一个小的线性方程组，无论候选偶极子的位置以及用于解决正向问题的数值方法如何，该系统都是相同的类型。但是如果需要考虑每个受试者的解剖特征，那么前向问题必须通过有限元方法来解决，这是一种资源密集型的数值程序，”该研究的另一位合著者尼古拉·科舍夫(Nikolay Koshev)说。
