人类大脑仍然是医学领域最引人入胜又最令人困惑的谜题之一。科学家们仍在努力将神经活动与大脑功能相匹配，并及早发现问题，这阻碍了治疗神经系统疾病和其他疾病的进展。
Beacon Biosignals公司致力于通过监测人们睡眠期间的大脑活动来解读大脑。该公司由2019年MIT博士Jake Donoghue和前MIT研究员Jarrett Revels创立，开发了一种轻量级头带，利用脑电图(EEG)技术在人们家中正常睡眠时测量大脑活动。这些数据通过机器学习算法进行处理，用于监测新治疗方法的效果、发现疾病进展的新迹象，以及为临床试验创建患者群组。
"当您将睡眠实验室移除并将临床级脑电图带入家庭时，可能性发生了质的飞跃，"担任Beacon Biosignals公司CEO的Donoghue表示。"这将睡眠从受限的、基于设施的测试转变为可扩展的高质量数据来源，用于诊断、药物开发和长期脑部健康监测。"
Beacon Biosignals公司与制药公司合作，以加速其产品到达患者手中的进程。该公司的FDA 510(k)批准的医疗设备已在全球40多项临床试验中使用，这些研究旨在治疗包括重度抑郁症、精神分裂症、嗜睡症、特发性嗜睡症、阿尔茨海默病和帕金森病在内的多种疾病。
每次部署后，Beacon Biosignals公司都对大脑的工作原理了解更多——这些见解正被用于创建大脑的"基础模型"。
"我们相信，能够彻底改变脑部健康的数据库尚未存在——但我们正在迅速创建它，"Donoghue表示。"我们的平台可以刻画疾病进展的异质性，生成通过测序或成像等静态方式无法完全捕捉的动态见解。大脑是一个电性器官，通过突触可塑性发生变化，因此在大规模范围内跟踪多种疾病的脑功能将使我们能够发现疾病的新亚组并随时间绘制它们。"
照亮大脑
Donoghue在哈佛-麻省理工健康科学与技术项目中接受培训，在MIT完成神经科学博士学位的同时进行医学博士的临床培训，导师是MIT脑与认知科学系Picower教授兼Picower学习与记忆研究所的Earl Miller。在该项目期间，Donoghue在麻省总医院和波士顿儿童医院接受培训，在基因组测序兴起以指导精准癌症治疗期间，他帮助照顾患者，包括肿瘤科患者。他后来在神经科和精神科工作，那里的治疗通常依赖于更迭代的方法——这凸显了将类似数据驱动的精准方法引入脑部健康的机会。
"最让我印象深刻的是，我们无法像心脏病专家那样从家庭环境中长期监测患者的心脏功能来测量大脑功能，"Donoghue表示。"在MIT，我坚定了这一信念：处理大量脑数据并将其与大脑功能相关联，将彻底改变这些神经系统疾病的识别和治疗方法。"
在培训接近尾声时，Donoghue进一步发展了他的想法，与包括HST和哈佛医学院教授Sydney Cash和Brandon Westover在内的导师交流。他在攻读博士学位期间结识了在MIT Julia实验室担任研究软件工程师的Revels，并说服他于2019年与自己共同创立Beacon Biosignals公司。
"Donoghue回忆道："我们决定建立一家致力于理解我们感兴趣的器官——大脑——的公司，这将是理解异质性神经精神疾病和开发更好治疗方法的绝佳起点。"
Beacon Biosignals最初是一家计算和分析公司，致力于开发可穿戴设备以扩大临床影响和覆盖范围。从成立之初，Beacon Biosignals就与进行临床试验的大型制药公司合作，提供一种侵入性较小的方式来观察大脑活动，了解他们的药物如何影响大脑以及患者如何睡眠。
"Donoghue表示："很明显，睡眠是理解大脑的正确窗口。睡眠期间的神经活动可能高出一个数量级且更有结构，几乎像一种语言。这是理解大脑功能以及不同药物如何影响大脑的绝佳切入点。"
Donoghue表示，Beacon Biosignals的设备可以在多个连续夜晚收集每位患者的实验室级数据，从而实现更高质量的评估。该公司使用机器学习提取见解，例如患者在不同睡眠阶段花费的时间以及整夜发生的小觉醒次数。它还可以检测可能导致认知能力下降的细微睡眠结构变化。
"Donoghue表示："我们开始以前所未有的精确度，将睡眠活动的特征与结果联系起来。"
迄今为止，Beacon Biosignals已参与睡眠障碍和精神疾病以及神经退行性疾病的临床试验，在这些疾病中，睡眠变化可能在症状出现前几年就显现出来。
"Donoghue表示："我们在阿尔茨海默病和帕金森病等领域做了大量工作，这些疾病影响了我的祖父。我们正在分析快速眼动和慢波睡眠的特征，以检测临床症状出现前的早期变化。这是一个机会，可以将这些疾病的识别从晚期转向更早的数据驱动检测。"
为数百万人改善脑部治疗
去年，Beacon Biosignals收购了一家家庭睡眠呼吸暂停测试公司，该公司每年为全美10多万患者提供服务，加速了家庭高质量综合测试的获取，并扩大了其平台的覆盖范围。随后在11月，该公司筹集了9700万美元以加速这一扩张。
"Donoghue表示："我们的愿景始终是触达患者并大规模帮助人们。强大的是，我们正在构建随时间推移的脑功能纵向记录。一位患者可能因睡眠呼吸暂停而接受筛查，但如果他们在几年后发展为帕金森病，早期的数据就成为症状出现前了解该疾病的窗口。这将常规测试转变为全新预后生物标志物的基础——以及更早发现和干预脑部疾病的途径，可能在症状出现之前就开始。"
【全文结束】