Beacon Biosignals 正在绘制睡眠期间的大脑活动图谱

MIT News — Artificial Intelligence 2026/05/01 04:00 新闻

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摘要

Beacon Biosignals 正利用轻量级脑电（EEG）头带和机器学习技术来映射睡眠期间的大脑活动，旨在构建用于脑健康的基石模型，并加速神经系统疾病的临床试验进程。

人类大脑仍然是医学领域中最令人着迷且最为扑朔迷离的谜团之一。科学家们在将神经活动与大脑功能相匹配以及早期检测异常方面仍面临挑战，这延缓了对神经系统疾病及其他疾病的治疗进程。 Beacon Biosignals 致力于通过监测人们睡眠时的大脑活动来解读大脑奥秘。这家公司由 Jake Donoghue（2019年博士）和前 MIT 研究员 Jarrett Revels 创立，开发了一款轻量级头带，利用脑电图（EEG）技术测量人们在家中正常睡眠时的大脑活动。这些数据由机器学习算法处理，用于监测新疗法的效果、发现疾病进展的新迹象，并为临床试验建立患者队列。 Beacon 的 CEO Donoghue 表示：“当我们将睡眠实验室移除，将临床级 EEG 带入家庭时，可能实现的事物发生了质的飞跃。它将睡眠从一种受限于设施的测试，转变为可用于诊断、药物开发和长期大脑健康监测的高质量可扩展数据来源。” Beacon 与制药公司合作，以加速其产品进入患者手中。该公司已获得 FDA 510(k) 认证的医疗器械已在全球超过 40 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、发作性睡病、特发性嗜睡症、阿尔茨海默病和帕金森病在内的多种疾病。 随着每一次部署，Beacon 对大脑工作机制的了解越来越多——这些见解被用于构建大脑的“基础模型”。 Donoghue 说：“我们相信，将变革大脑健康领域的数据集尚不存在——但我们正在迅速创造它。我们的平台可以表征疾病进展的异质性，生成动态见解，这是测序或成像等静态手段无法完全捕捉的。大脑是一个电器官，通过突触可塑性发生变化，因此大规模追踪多种疾病的大脑功能将使我们能够发现新的疾病亚组并随时间推移对其建模。” 照亮大脑 Donoghue 在哈佛-MIT 健康科学与技术项目（HST）接受培训，在完成医学博士临床培训的同时，在 MIT 神经科学领域攻读博士学位，师从 Earl Miller 教授（MIT 大脑与认知科学 Picower 教授及 Picower 学习与记忆研究所成员）。在该项目期间，Donoghue 在马萨诸塞州总医院和波士顿儿童医院接受培训，协助照顾患者（包括肿瘤科患者），正值基因组测序兴起以指导精准癌症治疗之时。他后来从事神经病学和精神病学工作，那里的护理往往依赖更迭代的方法——这凸显了将同样数据驱动的精准性带入大脑健康领域的机遇。 Donoghue 说：“最让我印象深刻的是，无法像心脏病学家可以从家中纵向监测患者心脏功能那样测量大脑功能。在 MIT 期间，我形成了这样的信念：处理大量大脑数据并努力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式。” 在培训接近尾声时，Donoghue 开始进一步开发自己的想法，并与导师包括 HST 和哈佛医学院教授 Sydney Cash 及 Brandon Westover 进行交流。他在攻读博士学位期间结识了 Revels，当时 Revels 在 MIT 的 Julia Lab 担任研究软件工程师，并说服他在 2019 年共同创立 Beacon。 Donoghue 回忆道：“我们决定，建立一个致力于理解核心器官——大脑——的企业，将是理解异质性神经精神疾病并构建更好治疗方法的良好起点。” Beacon 最初作为一家计算和分析公司起步，打造可穿戴设备以扩大临床影响力和覆盖范围。从早期开始，Beacon 就与正在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监测大脑活动，了解他们的药物对大脑的影响以及患者的睡眠情况。 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在量级上高出许多，且更具结构性，几乎像一种语言。它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 说，Beacon 的设备可以在连续多个晚上为每位患者收集实验室级别的数据，从而实现更高质量的评估。该公司利用机器学习提取见解，例如患者处于不同睡眠阶段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衰退的细微睡眠结构变化。 Donoghue 说：“我们开始以前所未有的精度将睡眠活动的特征与结果联系起来。” 迄今为止，Beacon 已参与了睡眠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数年就已显现。 Donoghue 说：“我们在阿尔茨海默病和帕金森病等领域做了大量工作，这些疾病曾影响我的祖父。我们正在分析快速眼动（REM）和慢波睡眠的特征，以检测先于临床症状出现的早期变化。这是一个将这些疾病从晚期识别转变为更早、数据驱动的检测的机会。” 为数百万人改善大脑治疗方案 去年，Beacon 收购了一家在家睡眠呼吸暂停测试公司，该公司每年为全美超过 10 万名患者提供服务，加速了在家中获得高质量、全面测试的途径，并扩大了其平台的覆盖范围。随后在 11 月，该公司完成了 9700 万美元的融资，以加速这一扩张。 Donoghue 说：“愿景一直是触及患者并大规模帮助人们。强大之处在于，我们正在建立随时间推移的大脑功能纵向记录。” Donoghue 说。“一名患者可能因睡眠呼吸暂停筛查而来就诊，但如果他们在几年后患上了帕金森病，那么早期的数据就成了疾病症状出现前了解该疾病的窗口。这将常规测试转化为全新预后生物标志物的基础——以及更早检测和干预脑部疾病的路径，甚至可能在症状开始之前。”

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# Beacon Biosignals 正在绘制睡眠期间的大脑图谱来源：https://news.mit.edu/2026/beacon-biosignals-maps-brain-during-sleep-0501 人脑仍然是医学领域中最为迷人且令人困惑的谜团之一。科学家们仍在努力将神经活动与脑功能对应起来，并在早期发现异常，这延缓了对神经系统疾病及其他疾病的治疗进展。 Beacon Biosignals 正致力于通过监测人们在睡眠期间的脑部活动来解析大脑奥秘。该公司由 Jake Donoghue（2019年博士毕业）和前 MIT 研究员 Jarrett Revels 共同创立，开发了一种轻量级头带，利用脑电图（EEG）技术测量人们在享受居家常规睡眠时的脑部活动。这些数据由机器学习算法处理，用于监测新型疗法的效果、发现疾病进展的新迹象，并为临床试验建立患者队列。 Donoghue 目前担任 Beacon 的首席执行官，他表示：“当我们将临床级的脑电图技术从睡眠实验室带入家庭时，可能性发生了质的飞跃。‘它将睡眠从一种受限于设施的基础测试，转变为用于诊断、药物开发和长期脑健康的高质量数据可扩展来源。’” Beacon 与制药公司合作，加速其产品走向患者之路。该公司已获得 FDA 510(k) 认证的医疗设备已在全球超过 40 项临床试验中使用，这些研究旨在治疗重度抑郁症、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等疾病。随着每次部署，Beacon 对大脑工作原理的了解不断深入——它正利用这些见解来创建大脑的“基础模型”。 Donoghue 表示：“我们相信，能够改变脑健康现状的数据集尚未存在——但我们正在快速创建它。‘我们的平台能够表征疾病进展的异质性，生成动态见解，这是通过测序或成像等静态模态无法完全捕捉的。大脑是一个电器官，通过突触可塑性发生变化，因此大规模追踪多种疾病的脑功能将使我们能够发现新的疾病亚组并随时间推移绘制其图谱。’” **照亮大脑** Donoghue 曾在哈佛-MIT 健康科学与技术项目（HST）接受训练，在完成 MIT 神经科学博士学位的同时进行临床医学博士培训，导师是 MIT 大脑与认知科学 Picower 讲席教授兼 Picower 学习与记忆研究所的 Earl Miller。在该项目期间，Donoghue 在马萨诸塞州总医院和波士顿儿童医院接受培训，协助照顾患者，包括在基因组测序兴起以指导精准癌症疗法的背景下参与肿瘤科护理。他后来在神经内科和精神科工作，那里的护理往往依赖于更迭代的方法——这突显了将类似数据驱动的精准度引入脑健康领域的机会。 Donoghue 说：“最令我印象深刻的是，我们无法像心脏病学家那样在家中纵向监测患者的心脏功能来测量脑功能。‘在 MIT，我形成了这样一种信念：处理大量脑数据并努力将其与脑功能相关联，将对这些神经系统疾病的识别和治疗产生变革性影响。’” 在培训后期，Donoghue 开始进一步开发自己的想法，与包括 HST 和哈佛医学院教授 Sydney Cash 和 Brandon Westover 在内的导师进行交流。他在攻读博士学位期间遇到了当时在 MIT Julia 实验室担任研究软件工程师的 Revels，并说服他在 2019 年共同创立 Beacon。 Donoghue 回忆道：“我们决定创办一家企业来了解感兴趣的器官——大脑，这将是理解异质性神经精神疾病并构建更好疗法的绝佳起点。” Beacon 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。从早期开始，Beacon 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脑部活动，了解他们的药物如何影响大脑以及患者的睡眠情况。 Donoghue 表示：“很明显，睡眠是了解大脑的正确窗口。‘睡眠期间的神经活动可能高出几个数量级且更加结构化，几乎像一种语言。它是理解脑功能以及不同药物如何影响大脑的巨大表面积。’” Donoghue 称，Beacon 的设备可以连续多个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。该公司利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衰退的细微睡眠结构变化。 Donoghue 说：“我们开始以从未有过的精度水平将睡眠活动的特征与结果联系起来。” 迄今为止，Beacon 已参与睡眠和精神障碍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数年就已显现。 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，这两种病曾影响我的祖父。‘我们分析快速眼动睡眠和慢波睡眠的特征，以检测先于临床症状出现的早期变化。这是一个将这些疾病从晚期识别转变为更早、数据驱动检测的机会。’” **为数百万人改善脑部治疗** 去年，Beacon 收购了一家服务美国每年超过 10 万名患者的居家睡眠呼吸暂停检测公司，加速了高质量、全面检测在家中的普及，并扩大了其平台的覆盖面。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：“愿景一直是触及患者并帮助大规模的人群。‘强大之处在于，我们正在建立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筛查而来就诊，但如果他们多年后患上帕金森病，那些早期数据将成为疾病症状出现前洞察疾病的窗口。这将常规测试转变为全新预后生物标志物的基础——以及更早检测和干预脑部疾病的路径，甚至可能在症状开始之前。’”

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