@article{SchneiderSchwabedalBialonski2022, author = {Schneider, Jules and Schwabedal, Justus T. C. and Bialonski, Stephan}, title = {Schlafspindeln - Funktion, Detektion und Nutzung als Biomarker f{\"u}r die psychiatrische Diagnostik}, series = {Der Nervenarzt}, journal = {Der Nervenarzt}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, issn = {1433-0407}, doi = {10.1007/s00115-022-01340-z}, pages = {1 -- 8}, year = {2022}, abstract = {Hintergrund: Die Schlafspindel ist ein Graphoelement des Elektroenzephalogramms (EEG), das im Leicht- und Tiefschlaf beobachtet werden kann. Ver{\"a}nderungen der Spindelaktivit{\"a}t wurden f{\"u}r verschiedene psychiatrische Erkrankungen beschrieben. Schlafspindeln zeigen aufgrund ihrer relativ konstanten Eigenschaften Potenzial als Biomarker in der psychiatrischen Diagnostik. Methode: Dieser Beitrag liefert einen {\"U}berblick {\"u}ber den Stand der Wissenschaft zu Eigenschaften und Funktionen der Schlafspindeln sowie {\"u}ber beschriebene Ver{\"a}nderungen der Spindelaktivit{\"a}t bei psychiatrischen Erkrankungen. Verschiedene methodische Ans{\"a}tze und Ausblicke zur Spindeldetektion werden hinsichtlich deren Anwendungspotenzial in der psychiatrischen Diagnostik erl{\"a}utert. Ergebnisse und Schlussfolgerung: W{\"a}hrend Ver{\"a}nderungen der Spindelaktivit{\"a}t bei psychiatrischen Erkrankungen beschrieben wurden, ist deren exaktes Potenzial f{\"u}r die psychiatrische Diagnostik noch nicht ausreichend erforscht. Diesbez{\"u}glicher Erkenntnisgewinn wird in der Forschung gegenw{\"a}rtig durch ressourcenintensive und fehleranf{\"a}llige Methoden zur manuellen oder automatisierten Spindeldetektion ausgebremst. Neuere Detektionsans{\"a}tze, die auf Deep-Learning-Verfahren basieren, k{\"o}nnten die Schwierigkeiten bisheriger Detektionsmethoden {\"u}berwinden und damit neue M{\"o}glichkeiten f{\"u}r die praktisch}, language = {de} } @article{KaulenSchwabedalSchneideretal.2022, author = {Kaulen, Lars and Schwabedal, Justus T. C. and Schneider, Jules and Ritter, Philipp and Bialonski, Stephan}, title = {Advanced sleep spindle identification with neural networks}, series = {Scientific Reports}, volume = {12}, journal = {Scientific Reports}, number = {Article number: 7686}, publisher = {Springer Nature}, address = {London}, issn = {2045-2322}, doi = {10.1038/s41598-022-11210-y}, pages = {1 -- 10}, year = {2022}, abstract = {Sleep spindles are neurophysiological phenomena that appear to be linked to memory formation and other functions of the central nervous system, and that can be observed in electroencephalographic recordings (EEG) during sleep. Manually identified spindle annotations in EEG recordings suffer from substantial intra- and inter-rater variability, even if raters have been highly trained, which reduces the reliability of spindle measures as a research and diagnostic tool. The Massive Online Data Annotation (MODA) project has recently addressed this problem by forming a consensus from multiple such rating experts, thus providing a corpus of spindle annotations of enhanced quality. Based on this dataset, we present a U-Net-type deep neural network model to automatically detect sleep spindles. Our model's performance exceeds that of the state-of-the-art detector and of most experts in the MODA dataset. We observed improved detection accuracy in subjects of all ages, including older individuals whose spindles are particularly challenging to detect reliably. Our results underline the potential of automated methods to do repetitive cumbersome tasks with super-human performance.}, language = {en} }