m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
IEEE reviews in biomedical engineering · 2026

Принципы и функционирование виртуальных близнецов мозга.

СтатьяОбзорПоддержка исследования: вне правительства СШАНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Hashemi Meysam, Depannemaecker Damien, Saggio Marisa, Triebkorn Paul, Rabuffo Giovanni, Fousek Jan, Ziaeemehr Abolfazl, Sip Viktor, Athanasiadis Anastasios, Breyton Martin, Woodman Marmaduke, Wang Huifang, Petkoski Spase, Sorrentino Pierpaolo, Jirsa Viktor

Аннотация

Нынешние клинические методы часто не учитывают индивидуальные изменчивости, полагаясь на демографические испытания, в то время как основанные на механизмах испытания по-прежнему недостаточно используются в нейробиологии из-за сложности мозга. Эта ситуация может измениться благодаря использованию Virtual Brain Twin (VBT), которая представляет собой индивидуализированную цифровую копию мозга человека, интегрирующую структурные и функциональные данные мозга в передовые вычислительные модели и алгоритмы вывода. Устраняя разрыв между молекулярными механизмами, динамикой цельного мозга и данными изображений, VBT расширяют понимание (патофизиологических) механизмов, способствуя более глубокому пониманию как здоровой, так и беспорядочной функции мозга. Центральное значение для VBT имеет сетевое моделирование мезоскопического представления нейрональной активности парами через подключение белой материи, что позволяет имитации динамики мозга на сетевом уровне. Такой трансформативный подход обеспечивает интерпретируемые возможности прогнозирования, оказывает помощь врачам в индивидуализации лечения и оптимизации принимаемых мер. В настоящем обзоре излагаются ключевые компоненты развития ВБТ, охватывающие концептуальные, математические, технические и клинические аспекты. Мы описываем стадии строительства VBT - от анатомической сцепки и моделирования до моделирования и байесовских выводов - и демонстрируем их применение в состоянии покоя, здоровом старении, множественном склерозе и эпилепсии. Наконец, мы обсуждаем возможные расширения других неврологических расстройств, таких, как болезнь Паркинсона, и изучаем будущие приложения в исследования сознания и интерфейсы между мозгом и компьютером, прокладывая путь к прогрессу в персональной медицине и интеграции мозга и аппарата.
Оригинал публикации

Principles and Operation of Virtual Brain Twins.

Current clinical methods often overlook individual variability by relying on population-wide trials, while mechanism-based trials remain underutilized in neuroscience due to the brain's complexity. This situation may change through the use of a Virtual Brain Twin (VBT), which is a personalized digital replica of an individual's brain, integrating structural and functional brain data into advanced computational models and inference algorithms. By bridging the gap between molecular mechanisms, whole-brain dynamics, and imaging data, VBTs enhance the understanding of (patho)physiological mechanisms, advancing insights into both healthy and disordered brain function. Central to VBT is the network modeling that couples mesoscopic representation of neuronal activity through white matter connectivity, enabling the simulation of brain dynamics at a network level. This transformative approach provides interpretable predictive capabilities, supporting clinicians in personalizing treatments and optimizing interventions. This Review outlines the key components of VBT development, covering the conceptual, mathematical, technical, and clinical aspects. We describe the stages of VBT construction-from anatomical coupling and modeling to simulation and Bayesian inference-and demonstrate their applications in resting-state, healthy aging, multiple sclerosis, and epilepsy. Finally, we discuss potential extensions to other neurological disorders, such as Parkinson's disease, and explore future applications in consciousness research and brain-computer interfaces, paving the way for advancements in personalized medicine and brain-machine integration.

Предметные рубрики MeSH

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты