Novatoriškas smegenų implantas galėtų pagerinti Parkinsono gydymą
Naujas, protingas implantas, „klausantis“ smegenų signalų, gali padėti gydyti epilepsiją ir kitas neurologines ligas, tokias kaip Parkinsono liga.
Gydytojai neurostimuliaciją naudoja įvairioms ligoms gydyti, įskaitant epilepsiją, insulto padarinius ir net depresiją. Šis gydymas apima specialių prietaisų, kurie siunčia elektrinius impulsus, naudojimą smegenų ir centrinės nervų sistemos veiklai valdyti.
Gydytojai kartais taip pat naudoja šią techniką, kad pagerintų Parkinsono ligos simptomus - neurologinę būklę, turinčią įtakos fizinei pusiausvyrai ir gebėjimui judėti ar koordinuoti galūnių judėjimą.
Tačiau neurostimuliatoriai, kurie šiuo metu yra prieinami neurologinėms ligoms gydyti, negali tuo pačiu metu skatinti smegenų veiklos ir jos užfiksuoti.
Dabar specialistai iš Kalifornijos universiteto (UC) Berkeley sukūrė naują, įmantrų neurostimuliatorių, kuris, atrodo, gali tai pasiekti. Tai gali pagerinti epilepsijos, Parkinsono ir kitų būklių gydymą.
Tyrėjų komanda pavadino šį prietaisą „WAND“, kuris reiškia „belaidis artefaktų neturintis neuromoduliacijos įrenginys“. WAND turi du mažus išorinius valdiklius, kurių kiekvienas stebi 64 elektrodus, kurie sėdi smegenyse.
Šis prietaisas gali stebėti elektrinį smegenų aktyvumą ir išmokti nustatyti nenormalius signalus, rodančius, kad yra priepuolis ar drebulys. Tada WAND gali padėti moduliuoti smegenų elektrinius signalus, kad būtų išvengta tokių įvykių ir simptomų.
Skirtingai nuo panašių esamų prietaisų, kurie gali registruoti elektrinį aktyvumą tik iki aštuonių smegenų taškų, WAND gali stebėti veiklą iš 128 skirtingų kanalų.
Naujas prietaisas yra ekonomiškas ir taupantis laiką
Savo studijų darbe, kurį žurnalas Gamtos biomedicinos inžinerija paskelbė mokslininkai, pastebi, kad ateityje WAND galėtų padėti pagerinti žmonių, kuriems yra priepuolių, arba gyvenančių su įvairiomis neurologinėmis ligomis, gyvenimą.
„Tinkamos terapijos pacientui suradimas yra labai brangus ir gali užtrukti metus“, - aiškina vienas iš tyrėjų docentas Rikky Muller.
„Ženkliai sumažinus išlaidas ir trukmę, galima pagerinti rezultatus ir prieinamumą. Mes norime įgalinti prietaisą išsiaiškinti, koks yra geriausias būdas stimuliuoti tam tikrą pacientą, kad jis gautų geriausius rezultatus. Ir tai galite padaryti tik klausydami ir įrašydami nervinius parašus “.
Rikky Muller
Mulleris ir komanda išbandė WAND pagal gyvūnų modelį, naudodami rezus makakas, kad parodytų, kaip prietaisas gali išmokti atpažinti smegenų signalus tam tikriems rankos judesiams ir kaip tada jis gali veikti tuos pačius signalus.
Savo naujausių eksperimentų metu mokslininkai mokė makakas su WAND implantais naudoti vairasvirtę ekrano žymekliams siųsti į nurodytas vietas.
Po kurio laiko implantuoti prietaisai išmoko aptikti nervinius signalus, kurie atitiko makakų rankų judesius. Nustatę šiuos modelius, jie galėjo siųsti elektrinius signalus, kurie atitolino rankų judesius.
„Nors reakcijos laiko atidėjimas yra įrodytas anksčiau, tačiau, mūsų žiniomis, tai yra pirmas kartas, kai jis buvo parodytas uždarojo ciklo sistemoje, pagrįstoje tik neurologiniais įrašais“, - sako Mulleris.
"Ateityje mes siekiame įtraukti mokymąsi į savo uždarojo ciklo platformą, kad sukurtume intelektualius įrenginius, kurie galėtų išsiaiškinti, kaip geriausiai jus gydyti ir pašalinti gydytoją nuo nuolatinio įsikišimo į šį procesą", - priduria ji.
Dvigubas lazdelės aktyvumas gali sustiprinti gydymą
Mokslininkai paaiškina, kad šiuo metu turimi neurostimuliatoriai negali aptikti parašo elektrinių signalų smegenyse, taip pat moduliuodami tokius signalus.
Jie pažymi, kad taip yra todėl, kad elektriniai impulsai, kuriuos skleidžia neurostimuliatorius, „užgožia“ pirminius smegenų signalus, todėl jų praktiškai negalima nustatyti.
„Norint atlikti uždaro ciklo stimuliacija pagrįstą terapiją, kuri yra didelis tikslas žmonėms, gydantiems Parkinsono ligą ir epilepsiją bei įvairius neurologinius sutrikimus, labai svarbu vienu metu atlikti neuroninius įrašus ir stimuliaciją, o šiuo metu tai nėra vienas komercinis prietaisas. daro “, - sako tyrimo bendraautorė Samantha Santacruz, anksčiau buvusi UC Berkeley tyrėja, o dabar Teksaso universiteto Ostine docentė.
Skirtingai nuo kitų neurostimuliatorių, WAND prietaisai yra unikalaus dizaino su pritaikytomis integruotomis grandinėmis, kurie sugeba įrašyti subtilius smegenų skleidžiamus elektrinius signalus, tuo pačiu siunčiant stipresnius impulsus, kad „ištaisytų“ sugedusius signalus.
WAND dėka „[b] nes mes iš tikrųjų galime stimuliuoti ir įrašyti tame pačiame smegenų regione, mes tiksliai žinome, kas vyksta teikiant terapiją“, - pažymi Mulleris.
