Az innovatív agyi implantátum javíthatja a Parkinson-kór kezelését
Egy új, intelligens implantátum, amely "hallgatja" az agyi jeleket, segíthet az epilepszia és más neurológiai állapotok, például a Parkinson-kór kezelésében.
Az orvosok neurostimulációt alkalmaznak különféle állapotok kezelésére, beleértve az epilepsziát, a stroke hatásait és még a depressziót is. Ez a kezelés speciális eszközök használatával jár, amelyek elektromos impulzusokat küldenek az agy és a központi idegrendszer aktivitásának szabályozására.
Az orvosok néha ezt a technikát használják a Parkinson-kór tüneteinek javítására is, egy neurológiai állapotra, amely befolyásolja a fizikai egyensúlyt és a végtagok mozgásának vagy mozgásának összehangolásának képességét.
Azok a neurostimulátorok azonban, amelyek jelenleg rendelkezésre állnak a neurológiai állapotok kezelésére, nem képesek egyszerre serkenteni az agytevékenységet és rögzíteni azt.
Most a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem (UC) szakemberei kifejlesztettek egy új, kifinomult neurostimulátort, amely látszólag képes ezt elérni. Lehetséges, hogy javítja az epilepszia, a Parkinson-kór és más állapotok kezelését.
A kutatócsoport ezt az eszközt „WAND” -nak nevezte el, amely „vezeték nélküli műtermékektől mentes neuromodulációs eszköz”. A WAND két apró külső vezérlővel rendelkezik, amelyek mindegyike 64 agyban ülő elektródát figyeli.
Ez az eszköz képes figyelni az agy elektromos aktivitását, és megtanulja azonosítani a rendellenes jeleket, amelyek roham vagy remegés jelenlétére utalnak. A WAND ezután segíthet az agyban az elektromos jelek modulálásában az ilyen események és tünetek megelőzése érdekében.
A meglévő hasonló eszközökkel ellentétben, amelyek csak az agy nyolc pontjától képesek elektromos aktivitást rögzíteni, a WAND 128 különböző csatorna aktivitását tudja követni.
Az új eszköz költség- és időhatékony
Tanulmányukban, amelyet a folyóirat Nature Biomedical Engineering publikálta, a kutatók megjegyzik, hogy a jövőben a WAND potenciálisan elősegítheti azoknak az embereknek az életét, akiknek görcsrohama van, vagy különféle neurológiai állapotokkal élnek.
"A beteg számára megfelelő terápia megtalálása rendkívül költséges és évekig is eltarthat" - magyarázza Rikky Muller egyetemi adjunktus, az egyik kutató.
„A költségek és az időtartam jelentős csökkenése jelentősen javíthatja az eredményeket és az elérhetőséget. Szeretnénk lehetővé tenni az eszköz számára, hogy kitalálja, mi lehet a legjobb módja annak, hogy egy adott beteget a legjobb eredmény elérése érdekében stimuláljon. És ezt csak az idegi aláírások meghallgatásával és rögzítésével teheti meg. ”
Rikky Muller
Muller és csapata állatmodellben tesztelték a WAND-ot, rhesus makákók segítségével megmutatták, hogyan tanulhatja meg a készülék az agyi jelek felismerését adott karmozgások esetén, és hogyan tud ezután ugyanazokra a jelekre hatni.
Legutóbbi kísérleteik során a kutatók WAND implantátummal rendelkező makákókat tanítottak meg egy joystick használatával a kurzorok elküldésére a kijelölt helyekre.
Egy idő után a beültetett eszközök megtanulták észlelni azokat az idegi jeleket, amelyek megfeleltek a makákók kézmozdulatainak. Miután azonosították ezeket a mintákat, képesek voltak elektromos jeleket küldeni, amelyek késleltették a kéz mozgását.
"Bár a reakcióidő késleltetése már korábban is bebizonyosodott, tudomásunk szerint ez az első alkalom, hogy ezt csak egy neurológiai felvételen alapuló zárt hurkú rendszerben mutatták be" - mondja Muller.
"A jövőben arra törekszünk, hogy a tanulást beépítsük a zárt rendszerű platformunkba olyan intelligens eszközök felépítéséhez, amelyek kitalálják, hogyan lehet a legjobban kezelni Önt, és eltávolíthatják az orvost attól, hogy folyamatosan beavatkozjon ebbe a folyamatba" - teszi hozzá.
A WAND kettős aktivitás fokozhatja a kezelést
A kutatók elmagyarázzák, hogy a jelenleg rendelkezésre álló neurostimulátor készülékek nem képesek detektálni az aláírás elektromos jelét az agyban, miközben az ilyen jeleket is modulálják.
Megjegyzik, hogy ez azért van, mert a neurostimulátor által kibocsátott elektromos impulzusok „elhomályosítják” az eredeti agyjeleket, így gyakorlatilag észrevehetetlenek.
„A zárt hurkú ingerlésen alapuló terápiák megvalósítása érdekében, amely nagy cél a Parkinson-kórban és az epilepsziában, valamint a különféle neurológiai rendellenességekben szenvedők számára, nagyon fontos, hogy egyszerre végezzük el az idegi felvételeket és az ingerlést, amely jelenleg egyetlen kereskedelmi eszköz igen ”- mondja Samantha Santacruz, a tanulmány társszerzője, korábban az UC Berkeley kutatója, most pedig az austini Texasi Egyetem adjunktusa.
Más neurostimulátorokkal ellentétben a WAND eszközök egyedi kialakításúak, egyedi integrált áramkörökkel, amelyek képesek rögzíteni az agy által kibocsátott finom elektromos jeleket, miközben erősebb impulzusokat is küldenek a hibás jelek „kijavításához”.
A WAND-nek köszönhetően „[b] mivel valóban stimulálhatjuk és rögzíthetjük ugyanabban az agyi régióban, pontosan tudjuk, mi történik, amikor terápiát nyújtunk” - jegyzi meg Muller.
