Иновативни имплантат мозга могао би побољшати Паркинсонов третман
Нови, паметни имплантат који „ослушкује“ мождане сигнале могао би да помогне у лечењу епилепсије и других неуролошких стања, попут Паркинсонове болести.
Лекари користе неуростимулацију за лечење различитих стања, укључујући епилепсију, ефекте можданог удара, па чак и депресије. Овај третман укључује употребу посебних уређаја који шаљу електричне импулсе за контролу активности мозга и централног нервног система.
Лекари понекад користе ову технику и за побољшање симптома Паркинсонове болести, неуролошког стања које утиче на физичку равнотежу и способност кретања или координације кретања удова.
Међутим, уређаји за неуростимулатор који су тренутно доступни за лечење неуролошких стања нису у стању да истовремено стимулишу мождану активност и забележе је.
Сада су специјалисти са Универзитета Калифорнија (УЦ) у Беркелеиу развили нови, софистицирани неуростимулатор који изгледа да може то да постигне. Можда има потенцијал да побољша лечење епилепсије, Паркинсонове болести и других стања.
Истраживачки тим је овај уређај назвао „ВАНД“, што значи „бежични уређај за неуромодулацију без артефаката“. ВАНД има два сићушна спољна контролера, од којих сваки надгледа 64 електроде које стоје у мозгу.
Овај уређај може надгледати електричну активност у мозгу и научити да идентификује абнормалне сигнале који указују на присуство напада или подрхтавања. ВАНД тада може помоћи у модулацији електричних сигнала у мозгу да спречи такве догађаје и симптоме.
За разлику од сличних постојећих уређаја, који могу да бележе електричну активност до осам тачака у мозгу, ВАНД може да прати активност из 128 различитих канала.
Нови уређај је економичан и временски ефикасан
У свом студијском раду који часопис Натуре Биомедицал Енгинееринг је објавио, истраживачи примећују да би у будућности ВАНД могао потенцијално помоћи у побољшању живота људи који имају нападаје или живе са различитим неуролошким стањима.
„Процес проналажења праве терапије за пацијента изузетно је скуп и може потрајати годинама“, објашњава доцент Рикки Муллер, један од истраживача.
„Значајно смањење и трошкова и трајања може потенцијално довести до знатно побољшаних исхода и приступачности. Желимо да омогућимо уређају да открије који је најбољи начин стимулисања за датог пацијента да даје најбоље исходе. А то можете учинити само слушањем и снимањем неуронских потписа “.
Рикки Муллер
Муллер и тим су тестирали ВАНД на животињском моделу, користећи резус макаке да покажу како уређај може да научи да препознаје мождане сигнале за одређене покрете руку и како онда може да делује на те исте сигнале.
У својим недавним експериментима, истраживачи су подучавали макаке са имплантатима ВАНД да користе џојстик за слање курсора на екрану на одређена места.
После неког времена, уграђени уређаји научили су да откривају неуронске сигнале који су одговарали покретима руку макака. Једном када су идентификовали ове обрасце, могли су да одашиљу електричне сигнале који одлажу покрете руку.
„Иако је кашњење времена реакције нешто што је већ демонстрирано, ово је, према нашим сазнањима, први пут да је демонстрирано у систему затворене петље који се заснива само на неуролошком снимању“, каже Муллер.
„У будућности имамо за циљ да инкорпорирамо учење у нашу затворену платформу како бисмо изградили интелигентне уређаје који могу да открију како да се најбоље понашају према вама и уклоне доктора да мора стално да интервенише у овом процесу“, додаје она.
Двострука активност ВАНД-а може појачати лечење
Истраживачи објашњавају да тренутно доступни уређаји неуростимулатора нису у стању да открију потписане електричне сигнале у мозгу, истовремено модулирајући такве сигнале.
То је, примећују они, зато што електрични импулси које неуростимулатор емитује „замагљују“ изворне мождане сигнале, чинећи их тако практично неоткривнима.
„Да би се пружиле терапије засноване на стимулацији затворене петље, што је велики циљ за људе који лече Паркинсонову болест и епилепсију и разне неуролошке поремећаје, веома је важно истовремено вршити снимање неурона и стимулацију, што тренутно ниједан комерцијални уређај ради “, каже коаутор студије Самантха Сантацруз, претходно истраживач на УЦ Беркелеи, а сада доцент на Универзитету у Тексасу у Аустину.
За разлику од осталих неуростимулатора, ВАНД уређаји имају јединствени дизајн са прилагођеним интегрисаним круговима који су у стању да забележе суптилне електричне сигнале које мозак емитује, а истовремено шаљу јаче импулсе да „исправе“ неисправне сигнале.
Захваљујући ВАНД-у, „[б] јер стварно можемо стимулисати и снимати у истом пределу мозга, тачно знамо шта се дешава када пружамо терапију“, примећује Муллер.
