News

Der Neurophysiologe Johannes Sarnthein erhält SNF-Fördergelder von CHF 700’000 für Epilepsie-Forschung am USZ

Der Schweizerische Nationalfonds fördert damit ein von Prof. Dr. techn. Johannes Sarnthein, Oberassistent in der Klinik für Neurochirurgie am UniversitätsSpital Zürich, geleitetes Projekt zur Verbesserung epilepsiechirurgischer Eingriffe.

​Das auf vier Jahre angelegte Projekt «Real-time detection of High-Frequency _x000D_ Oscillations (HFO) with a Neuromorphic Device» untersucht, ob die intraoperative _x000D_ Messung von HFO dazu beiträgt, Epilepsie-Operationen zu verbessern und damit _x000D_ mehr Patienten zu einem Leben ohne Epilepsieanfälle zu verhelfen. Die _x000D_ Erkenntnisse aus dem geförderten Projekt können eines Tages einen wichtigen _x000D_ Beitrag zur Zielgenauigkeit von epilepsiechirurgischen Operationen _x000D_ leisten.

Neurochirurgische Behandlung von _x000D_ Epilepsie
Etwa jeder zehnte aller Menschen erleidet einen _x000D_ epileptischen Anfall in seinem Leben. Etwa jeder zehnte von diesen entwickelt _x000D_ Epilepsie. Obwohl antiepileptische Medikamente stark verbessert wurden, erreicht _x000D_ jeder dritte Epilepsiepatient keine Anfallsfreiheit. Für einige dieser Patienten _x000D_ besteht die Möglichkeit, jenes Hirngewebe neurochirurgisch entfernen zu lassen, _x000D_ welches epileptische Anfälle hervorruft. Eine Schwierigkeit dieser Operation _x000D_ besteht darin, das anfallsauslösende Gewebe vollständig zu entfernen und nicht _x000D_ betroffenes Hirngewebe zu schonen. Um das anfallsauslösende Gewebe besser zu _x000D_ identifizieren, werden Hirnströme mit einem Elektroenzephalogramm (EEG) _x000D_ gemessen. Im EEG lassen sich Hochfrequente Oszillationen (HFO) erkennen, welche _x000D_ den Chirurgen zum anfallsauslösenden Gewebe leiten können. Die zeitnahe _x000D_ HFO-Erkennung erfordert eine hochauflösende Messung und automatisierte Analyse. _x000D_ Ein entsprechendes Messgerät, das während der Operation eingesetzt werden soll, _x000D_ muss klein und – zur Sicherheit des Patienten – möglichst batteriegetrieben _x000D_ sein.

Anfallsauslösendes Gewebe mit neuromorpher Technologie _x000D_ erkennen
Das Projekt verwendet eine automatisierte Erkennung von _x000D_ HFO, welche in einem vom SNF geförderten Vorläuferprojekt entwickelt wurde. In _x000D_ Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Giacomo Indiveri, Institut für Neuroinformatik der _x000D_ ETH/UZH, wird ein neues Computerprogramm zur Erkennung entwickelt, das auf _x000D_ künstlichen neuronalen Netzen (KNN) basiert. Die KNN wurden in den letzten _x000D_ Jahren sehr verbessert und finden in der Bild- und in der Spracherkennung breite _x000D_ Anwendung z.B. in Mobiltelefonen. Für die medizinische Anwendung soll ein _x000D_ Computer-Chip entwickelt werden, der die KNN in neuromorpher Technologie _x000D_ realisiert, welche wiederum von den neuronalen Netzen des Gehirns inspiriert _x000D_ ist. Als Herzstück eines medizintechnischen Gerätes soll der Chip die HFO im EEG _x000D_ zeitnah und batteriegetrieben erkennen.

Enge Kooperation von _x000D_ Universitätsspital und Universität
Das Projekt nützt die Nähe _x000D_ zwischen dem UniversitätsSpital Zürich und der Universität Zürich, um mit einem _x000D_ Brain-Computer-Interface die Brücke zwischen klinischer Forschung und _x000D_ neuromorpher Technologie zu schlagen.