Беспроводной «кардиостимулятор для мозга» может предложить новое лечение неврологических расстройств

Прочитано: 228 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Новый нейростимулятор, разработанный инженерами Калифорнийского университета в Беркли, может одновременно прослушивать и стимулировать электрический ток в головном мозге, потенциально предоставляя точно настроенное лечение пациентам с такими заболеваниями, как эпилепсия и болезнь Паркинсона.

Болезнь Паркинсона приводит к агрессии 

Устройство, названное WAND, работает как «кардиостимулятор для мозга», отслеживая электрическую активность мозга и обеспечивая электрическую стимуляцию, если обнаруживает что-то не так.

Эти устройства могут быть чрезвычайно эффективными для предотвращения изнурительных толчков или судорог у пациентов с различными неврологическими состояниями. Но электрические подписи, которые предшествуют приступу или тремору, могут быть чрезвычайно тонкими, и частота и сила электрической стимуляции, требуемой, чтобы предотвратить их, одинаково обидчивы. До того, как устройства обеспечат оптимальное лечение, потребуются годы небольших корректировок врачами.

WAND, обозначающий беспроводное нейромодуляционное устройство без артефактов, является как беспроводным, так и автономным. Это означает, что после того, как он научится распознавать признаки тремора или приступа, он может самостоятельно регулировать параметры стимуляции для предотвращения нежелательных движений. И поскольку он является замкнутым, то есть может стимулировать и записывать одновременно, он может регулировать эти параметры в режиме реального времени.

Найдена нейрофизиологическая основа сознания 


«Процесс поиска правильной терапии для пациента чрезвычайно дорогостоящий и может занять годы. Значительное сокращение как стоимости, так и продолжительности может потенциально привести к значительному улучшению результатов и доступности», — сказал Рикки Мюллер, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук в Беркли. , «Мы хотим, чтобы устройство выяснило, как лучше всего стимулировать конкретного пациента для достижения наилучших результатов. И вы можете сделать это только путем прослушивания и записи нейронных сигнатур».

WAND может регистрировать электрическую активность по 128 каналам или 128 точкам мозга по сравнению с восемью каналами в других системах с обратной связью. Чтобы продемонстрировать устройство, команда использовала WAND для распознавания и задержки определенных движений рук у макак-резусов. Устройство описано в исследовании, которое появилось сегодня (31 декабря) в Nature Biomedical Engineering.

Одновременная стимуляция и запись электрических сигналов в мозге во многом похожа на попытку увидеть мелкую рябь в пруду, в то же время брызгая ногами — электрические сигналы от головного мозга подавляются большими импульсами электричества, создаваемыми стимуляцией.

активность мозга с качеством питьевой воды

В настоящее время глубокие стимуляторы головного мозга либо прекращают запись во время проведения электростимуляции, либо регистрируют в другой части мозга, где не применяется стимуляция — по существу, измеряя небольшие колебания в другой точке пруда от брызг.

«Чтобы обеспечить терапию на основе стимуляции в замкнутом контуре, что является большой целью для людей, страдающих паркинсонизмом, эпилепсией и различными неврологическими расстройствами, очень важно одновременно выполнять нейронную запись и стимуляцию, чего в настоящее время нет ни одного коммерческого устройства. делает », — сказала бывшая докторская научная сотрудница Калифорнийского университета в Беркли Саманта Сантакруз, которая в настоящее время является доцентом в Техасском университете в Остине.

Исследователи из Cortera Neurotechnologies, Inc., возглавляемой Рикки Мюллером, разработали специальные интегральные схемы WAND, которые могут записывать полный сигнал как от тонких мозговых волн, так и от сильных электрических импульсов. Такая конструкция чипа позволяет WAND вычитать сигнал из электрических импульсов, что приводит к чистому сигналу от мозговых волн.

Существующие устройства настроены на запись сигналов только от меньших мозговых волн и перегружены большими импульсами стимуляции, что делает этот тип восстановления сигнала невозможным.

«Поскольку мы действительно можем стимулировать и записывать в одной и той же области мозга, мы точно знаем, что происходит, когда мы предоставляем терапию», — сказал Мюллер.

Ученые отыскали в мозгу центр влюбленности

В сотрудничестве с профессором лаборатории электротехники и компьютерных наук Яном Рабаи команда создала платформенное устройство с беспроводными и замкнутыми вычислительными возможностями, которое можно запрограммировать для использования в различных исследовательских и клинических приложениях.

В экспериментах, проведенных Сантакрузом во время постдока в Калифорнийском университете в Беркли, а также профессором электротехники и информатики Хосе Кармена, предметы учили использовать джойстик для перемещения курсора в определенное место. После периода обучения устройство WAND было способно обнаруживать нейронные сигнатуры, которые возникли, когда субъекты готовились выполнить движение, и затем выдавать электрическую стимуляцию, которая задерживала движение.

«Хотя задержка времени реакции — это то, что было продемонстрировано ранее, насколько нам известно, это впервые, когда она была продемонстрирована в замкнутой системе, основанной только на неврологической записи», — сказал Мюллер.

«В будущем мы стремимся включить обучение в нашу платформу с обратной связью для создания интеллектуальных устройств, которые могут выяснить, как лучше всего к вам относиться, и избавить доктора от необходимости постоянно вмешиваться в этот процесс», — сказал Мюллер.

Беспроводной «кардиостимулятор для мозга» может предложить новое лечение неврологических расстройств



Новости партнеров

Загрузка...