Forskarna har fått 21 miljoner kronor från Stiftelsen för Strategisk Forskning (SSF) till projektet, som ska pågå i fem år.
– Syftet med projektet är både att få fram ett verktyg för kliniskt stöd vid behandling, och att förstå mer om mekanismerna bakom sjukdomarna, säger Karin Wårdell.
”Big Data” är en mer vardaglig benämning på de extrema datamängder som blivit allt viktigare inom forskningen. Det kan handla om att koppla ihop data från olika källor för att genom storskalig dataanalys kunna se kopplingar och en helhet på ett annat sätt än vad som varit möjligt tidigare.
I projektet som nu drar igång handlar det om att visualisera stora mängder data från behandling med elektrisk stimulering i hjärnan. Personer med olika rörelsesjukdomar som orsakar kraftiga ofrivilliga muskelskakningar, exempelvis Parkinsons sjukdom och essentiell tremor, kan i dag behandlas med djup hjärnstimulering. Det är en kirurgisk behandling där en smal elektrod placeras i hjärnan och ger svag elektrisk stimulering av hjärnvävnaden.
Vid Linköpings universitetssjukhus opereras elektroder för djup hjärnstimulering in på ett tjugotal personer per år. Forskarna spår att antalet kommer att öka och att metoden på sikt kommer att kunna hjälpa fler.
Beroende på vilken sjukdom det rör sig om är det olika strukturer i hjärnan som ska stimuleras för att få rätt effekt.
– Det är viktigt att placera elektroderna på rätt ställe och att ställa in de olika parametrarna rätt. Då ger djup hjärnstimulering en mycket bra behandling. Men om elektroderna kommer lite fel så kan personen få biverkningar, som talrubbningar, synrubbningar eller påverkan på ansiktets muskler, säger Karin Wårdell, professor vid institutionen för medicinsk teknik (IMT), som leder projektet.
Atlas över hjärnan
Forskarna i det aktuella projektet gör patientspecifika datorsimuleringar av det elektriska fältets utbredning. De matchar simuleringen mot patientens egna bilder av hjärnan och den individuella placeringen av elektroden och dess inställningar. Efter operationen följer läkare och sjuksköterskor upp behandlingseffekten på de kliniska symtomen.
– Vi ska försöka presentera alla dessa insamlade data från bilder, simuleringar och kliniska uppföljningar på ett visuellt sätt för läkarna och sjuksköterskorna. Slutmålet är att det ska bli en hjärnatlas som visar var det statistiskt sett är bäst att placera elektroderna för de olika tillstånden som man vill behandla, säger Karin Wårdell.
Forskarna hoppas att projektet ska göra det lättare för läkarna att trimma in elektroderna rätt och att biverkningarna ska minimeras.
Djup hjärnstimulering har också börjat testas i forskningsstudier på andra sjukdomar, som Tourettes syndrom, tvångssyndrom och andra psykiatriska sjukdomar. Där behövs mer kunskap om var elektroderna ska placeras för att effekten ska bli bra. I det aktuella forskningsprojektet ingår att studera djup hjärnstimulering vid svårbehandlad Tourettes syndrom, för att bättre förstå mekanismerna bakom sjukdomen och försöka förbättra behandlingen.
Stor satsning på ”big data”
Forskningsprojektet som leds från LiU är ett av sju projekt som delar på totalt 200 miljoner kronor under fem år i SSF:s satsning på forskning inom ”big data” och beräkningsvetenskap. Karin Wårdell har under flera år jobbat med idén tillsammans med Simone Hemm-Ode, professor vid University of Applied Sciences and Art Northwestern Switzerland och gästforskare vid IMT. I projektet deltar även forskare och läkare från Harvard Medical School, University College London och Linköpings universitetssjukhus.
