Yenilikçi beyin implantı, Parkinson tedavisini iyileştirebilir
Beyin sinyallerini "dinleyen" yeni ve akıllı bir implant, epilepsi ve Parkinson hastalığı gibi diğer nörolojik durumların tedavisine yardımcı olabilir.
Doktorlar epilepsi, felç etkileri ve hatta depresyon gibi çeşitli durumları tedavi etmek için nörostimülasyon kullanırlar. Bu tedavi, beynin ve merkezi sinir sisteminin aktivitesini kontrol etmek için elektriksel uyarılar gönderen özel cihazların kullanılmasını içerir.
Doktorlar bazen bu tekniği fiziksel dengeyi ve uzuvların hareketini koordine etme veya hareket ettirme yeteneğini etkileyen nörolojik bir durum olan Parkinson hastalığının semptomlarını iyileştirmek için de kullanırlar.
Bununla birlikte, nörolojik rahatsızlıkların tedavisi için halihazırda mevcut olan nörostimülatör cihazlar, hem beyin aktivitesini uyaramaz hem de aynı anda kaydedemez.
Şimdi, Berkeley'deki California Üniversitesi'nden (UC) uzmanlar, bunu başarabilecek gibi görünen yeni, sofistike bir nörostimülatör geliştirdiler. Epilepsi, Parkinson ve diğer durumların tedavisini iyileştirme potansiyeline sahip olabilir.
Araştırma ekibi, bu cihaza "kablosuz yapay olmayan nöromodülasyon cihazı" anlamına gelen "WAND" adını verdi. WAND, her biri beyinde bulunan 64 elektrodu izleyen iki küçük harici denetleyiciye sahiptir.
Bu cihaz, beyindeki elektriksel aktiviteyi izleyebilir ve nöbet veya titreme varlığını gösteren anormal sinyalleri belirlemeyi öğrenebilir. WAND daha sonra bu tür olayları ve semptomları önlemek için beyindeki elektrik sinyallerini modüle etmeye yardımcı olabilir.
Sadece beyindeki sekiz noktaya kadar elektriksel aktiviteyi kaydedebilen benzer mevcut cihazların aksine, WAND 128 farklı kanaldan aktiviteyi takip edebilir.
Yeni cihaz maliyet ve zaman açısından verimli
Derginin yayınladığı çalışma makalesinde Doğa Biyomedikal Mühendisliği Araştırmacılar, gelecekte WAND'ın nöbet geçiren veya çeşitli nörolojik koşullarla yaşayan insanların yaşamlarını iyileştirmeye potansiyel olarak yardımcı olabileceğini belirtiyorlar.
Araştırmacılardan yardımcı doçent Rikky Muller, "Bir hasta için doğru tedaviyi bulma süreci son derece maliyetlidir ve yıllar alabilir" diye açıklıyor.
"Hem maliyet hem de süredeki önemli azalma, potansiyel olarak büyük ölçüde iyileştirilmiş sonuçlara ve erişilebilirliğe yol açabilir. Cihazın, belirli bir hastayı en iyi sonuçları vermesi için uyarmanın en iyi yolunun ne olduğunu bulmasını sağlamak istiyoruz. Ve bunu yalnızca sinirsel imzaları dinleyip kaydederek yapabilirsiniz. "
Rikky Muller
Muller ve ekibi, cihazın belirli kol hareketleri için beyin sinyallerini tanımayı nasıl öğrenebileceğini ve daha sonra aynı sinyaller üzerinde nasıl hareket edebileceğini göstermek için al yanaklı makakları kullanarak WAND'ı bir hayvan modelinde test etti.
Son deneylerinde, araştırmacılar WAND implantları olan makaklara ekrandaki imleçleri belirlenen yerlere göndermek için bir joystick kullanmayı öğrettiler.
Bir süre sonra implante edilen cihazlar, makakların el hareketlerine karşılık gelen sinir sinyallerini algılamayı öğrendi. Bu kalıpları belirledikten sonra, el hareketlerini geciktiren elektrik sinyalleri gönderebildiler.
Muller, "Reaksiyon süresini geciktirmek daha önce gösterilen bir şey olsa da, bildiğimiz kadarıyla bu, yalnızca nörolojik kayda dayalı kapalı döngü bir sistemde ilk kez gösterildi," diyor Muller.
"Gelecekte, size nasıl en iyi şekilde davranılacağını bulabilen ve doktoru bu sürece sürekli müdahale etmek zorunda bırakmayan akıllı cihazlar oluşturmak için öğrenmeyi kapalı döngü platformumuza dahil etmeyi hedefliyoruz" diye ekliyor.
Değnek çift etkinliği tedaviyi artırabilir
Araştırmacılar, şu anda mevcut olan nörostimülatör cihazların beyindeki elektrik sinyallerini tespit edemediğini ve aynı zamanda bu tür sinyalleri modüle ettiğini açıklıyor.
Bunun nedeni, nörostimülatörün yaydığı elektrik darbelerinin orijinal beyin sinyallerini "belirsizleştirmesi" ve böylece onları neredeyse tespit edilemez hale getirmesidir.
“Parkinson ve epilepsiyi ve çeşitli nörolojik bozuklukları tedavi eden kişiler için büyük bir hedef olan kapalı döngü stimülasyona dayalı tedaviler sunmak için, şu anda tek bir ticari cihaz olmayan aynı anda hem nöral kayıtları hem de stimülasyonu gerçekleştirmek çok önemlidir. daha önce UC Berkeley'de araştırmacı olan ve şimdi Austin'deki Texas Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan ortak yazar Samantha Santacruz, ”diyor.
Diğer nörostimülatörlerin aksine, WAND cihazları, beynin yaydığı ince elektrik sinyallerini kaydederken aynı zamanda hatalı sinyalleri "düzeltmek" için daha güçlü dürtüler gönderebilen özel entegre devrelerle benzersiz bir tasarıma sahiptir.
WAND sayesinde, "[b] çünkü aynı beyin bölgesinde gerçekten uyarabilir ve kayıt yapabiliriz, bir terapi sağlarken tam olarak ne olduğunu biliyoruz," diye belirtiyor Muller.
