Anbefalet, 2019

Redaktørens Valg

Øvelse tips til graviditet
Årsager og virkninger af traumatisk hjerneskade (TBI)
Hvordan DNA kan påvirke vores reproduktive valg

Innovativt hjerneimplantat kan forbedre Parkinsons behandling

Et nyt, smart implantat, der "lytter" til hjernens signaler, kan hjælpe med at behandle epilepsi og andre neurologiske tilstande, såsom Parkinsons sygdom.


Kunne en innovativ hjernestimulerende enhed gøre en forskel for behandlingen af ​​neurologiske tilstande?

Læger bruger neurostimulering til at behandle forskellige tilstande, herunder epilepsi, virkningerne af slagtilfælde og endda depression. Denne behandling involverer brug af specielle anordninger, der sender elektriske impulser til at styre hjernens og centralnervesystemet.

Læger bruger også nogle gange denne teknik til at forbedre symptomerne på Parkinsons sygdom, en neurologisk tilstand, som påvirker fysisk balance og evnen til at bevæge eller koordinere bevægelsen af ​​lemmerne.

Imidlertid er neurostimulatorindretningerne, der i øjeblikket er tilgængelige til behandling af neurologiske tilstande, ikke i stand til begge at stimulere hjernens aktivitet og optage det samtidig.

Nu har specialister fra University of California (UC) udviklet en ny, sofistikeret neurostimulator, der virker i stand til at opnå dette. Det kan have potentialet til at forbedre behandlingen af ​​epilepsi, Parkinsons og andre tilstande.

Forskningsholdet har navngivet denne enhed "WAND", som står for "trådløs artefaktfri neuromodulationsenhed." WAND har to små eksterne controllere, der hver især overvåger 64 elektroder, der sidder i hjernen.

Denne enhed kan overvåge elektrisk aktivitet i hjernen og lære at identificere unormale signaler, der angiver tilstedeværelsen af ​​et anfald eller rysten. WAND kan så hjælpe med at modulere elektriske signaler i hjernen for at forhindre sådanne hændelser og symptomer.

I modsætning til lignende eksisterende enheder, som kun kan optage elektrisk aktivitet fra op til otte punkter i hjernen, kan WAND spore aktivitet fra 128 forskellige kanaler.

Ny enhed er omkostningseffektiv og tidseffektiv

I deres studiepapir, som tidsskriftet Naturbiomedicinsk teknik har offentliggjort, konstaterer forskerne, at WAND i fremtiden potentielt kan hjælpe med at forbedre livet for mennesker, der har anfald eller lever med forskellige neurologiske tilstande.

"Processen med at finde den rette behandling for en patient er ekstremt kostbar og kan tage år", forklarer assisterende professor Rikky Muller, en af ​​forskerne.

"Væsentlig reduktion i både omkostninger og varighed kan potentielt føre til stærkt forbedrede resultater og tilgængelighed. Vi vil gerne gøre det muligt for enheden at finde ud af, hvad der er den bedste måde at stimulere for en given patient til at give de bedste resultater. Og du kan kun gøre det ved at lytte og optage de neurale signaturer. "

Rikky Muller

Muller og team har testet WAND i en dyremodel ved hjælp af rhesusmakakker til at vise, hvordan enheden kan lære at genkende hjerne signaler til specifikke armbevægelser og hvordan det så kan reagere på de samme signaler.

I deres seneste forsøg lærte forskerne macaques med WAND implantater for at bruge et joystick til at sende skærmmarkører til bestemte steder.

Efter et stykke tid lærte de implanterede enheder at opdage de neurale signaler, der svarede til makakernes håndbevægelser. Når de havde identificeret disse mønstre, kunne de sende elektriske signaler, der forsinkede håndbevægelserne.

"Mens forsinkelsen af ​​reaktionstiden er noget, der er blevet demonstreret før, er det for vores vedkommende første gang, at det er blevet demonstreret i et lukket kredsløbssystem, der kun er baseret på en neurologisk optagelse," siger Muller.

"I fremtiden satser vi på at indarbejde læring i vores lukkede platform for at opbygge intelligente enheder, der kan finde ud af, hvordan du bedst behandler dig og fjerner lægen fra konstant at gribe ind i denne proces," tilføjer hun.

WAND dobbeltaktivitet kan øge behandlingen

Forskerne forklarer, at de nuværende neurostimulatoranordninger ikke er i stand til at detektere signatur elektriske signaler i hjernen samtidig med at modulere sådanne signaler.

Dette bemærker de, fordi de elektriske impulser, som neurostimulatoren udsender "obskure" de originale hjerne signaler, hvilket gør dem næsten uopdagelige.

"For at kunne levere stimuleringsbaserede terapier med lukket sløjfe, som er et stort mål for folk, der behandler Parkinsons og epilepsi og en række neurologiske lidelser, er det meget vigtigt at udføre neurale optagelser og stimulering samtidigt, som i øjeblikket ikke er en enkelt kommerciel enhed gør ", siger studieforfatteren Samantha Santacruz, tidligere forsker ved UC Berkeley og nu assistent professor ved University of Texas i Austin.

I modsætning til andre neurostimulatorer har WAND-enheder et unikt design med brugerdefinerede integrerede kredsløb, der er i stand til at optage de subtile elektriske signaler, som hjernen udsender, samtidig med at der udsender stærkere impulser til at "korrigere" defekte signaler.

Takket være WAND, "[b] fordi vi faktisk kan stimulere og optage i samme hjerneområde, ved vi præcis, hvad der sker, når vi leverer en terapi," bemærker Muller.

Populære Kategorier

Top