Uuenduslik ajuimplantaat võib Parkinsoni ravi parandada
Uus arukas implantaat, mis "kuulab" ajusignaale, võib aidata ravida epilepsiat ja muid neuroloogilisi seisundeid, näiteks Parkinsoni tõbe.
Arstid kasutavad neurostimulatsiooni erinevate seisundite, sealhulgas epilepsia, insuldi ja isegi depressiooni raviks. See ravi hõlmab spetsiaalsete seadmete kasutamist, mis saadavad aju ja kesknärvisüsteemi aktiivsuse juhtimiseks elektrilisi impulsse.
Mõnikord kasutavad arstid seda tehnikat ka Parkinsoni tõve sümptomite parandamiseks - neuroloogiline seisund, mis mõjutab füüsilist tasakaalu ja võimet liikuda või koordineerida jäsemete liikumist.
Praegu neuroloogiliste seisundite raviks saadaval olevad neurostimulaatorid ei suuda aga samaaegselt nii ajutegevust stimuleerida kui ka seda salvestada.
Nüüd on Berkeley California ülikooli (UC) spetsialistid välja töötanud uue, keeruka neurostimulaatori, mis näib olevat võimeline seda saavutama. See võib potentsiaalselt parandada epilepsia, Parkinsoni tõve ja muude seisundite ravi.
Uurimisrühm on andnud sellele seadmele nimeks WAND, mis tähistab traadita artefaktideta neuromoduleerivat seadet. WANDil on kaks väikest välist kontrollerit, millest igaüks jälgib 64 ajus istuvat elektroodi.
See seade suudab jälgida aju elektrilist aktiivsust ja õppida tuvastama ebanormaalseid signaale, mis viitavad krambile või värisemisele. Seejärel võib WAND aidata ajus elektrilisi signaale moduleerida, et selliseid sündmusi ja sümptomeid vältida.
Erinevalt sarnastest olemasolevatest seadmetest, mis suudavad elektrilist aktiivsust registreerida ainult aju kaheksast punktist, saab WAND jälgida tegevust 128 erinevast kanalist.
Uus seade on kulude ja aja säästlik
Oma õppekirjas, mille ajakiri Looduse biomeditsiinitehnika on avaldanud, märgivad teadlased, et tulevikus võib WAND aidata parandada krampide või erinevate neuroloogiliste seisunditega elavate inimeste elu.
"Patsiendile õige ravi leidmine on äärmiselt kulukas ja võib võtta aastaid," selgitab üks teadlastest dotsent Rikky Muller.
„Nii kulude kui ka kestuse märkimisväärne vähenemine võib potentsiaalselt kaasa aidata tulemuste ja juurdepääsetavuse märkimisväärsele paranemisele. Soovime võimaldada seadmel välja mõelda, mis on konkreetse patsiendi jaoks parim viis stimuleerida parimaid tulemusi andma. Ja seda saab teha ainult närviallkirju kuulates ja salvestades. "
Rikky Muller
Muller ja meeskond on WANDi katsetanud loomamudelis, kasutades reesusemakakaid, et näidata, kuidas seade saab õppida konkreetsete käeliigutuste korral ajusignaale ära tundma ja kuidas siis nende samade signaalide järgi toimida.
Oma hiljutistes katsetes õpetasid teadlased WAND-implantaatidega makaakidele juhtkangi kasutamist ekraanil olevate kursorite saatmiseks määratud kohtadesse.
Mõne aja pärast õppisid implanteeritud seadmed tuvastama neuraalsignaale, mis vastasid makaakide käeliigutustele. Kui nad olid need mustrid tuvastanud, suutsid nad saata elektrilisi signaale, mis viivitasid käte liikumist.
"Kuigi reaktsiooniaja edasilükkamine on juba varem tõestatud, on see meie teada esimene kord, kui seda demonstreeritakse ainult suletud ahelaga süsteemis, mis põhineb ainult neuroloogilisel salvestusel," ütleb Muller.
"Tulevikus on meie eesmärk integreerida õppimine oma suletud ahelaga platvormi, et ehitada intelligentsed seadmed, mis suudavad välja mõelda, kuidas teid kõige paremini ravida ja eemaldada arstilt vajadus sellesse protsessi pidevalt sekkuda," lisab ta.
WANDi kahekordne aktiivsus võib ravi tõhustada
Teadlased selgitavad, et praegu saadaval olevad neurostimulaatorid ei suuda ajus tuvastada elektrilisi signaale, moduleerides ka selliseid signaale.
Nad märgivad seda seetõttu, et neurostimulaatori poolt välja antud elektrilised impulsid "varjavad" algseid ajusignaale, muutes need praktiliselt märkamatuks.
„Selleks, et pakkuda suletud ahelaga stimulatsioonipõhiseid ravimeetodeid, mis on Parkinsoni tõbe ja epilepsiat ning mitmesuguseid neuroloogilisi häireid ravivate inimeste jaoks suur eesmärk, on väga oluline teostada samaaegselt nii närvisalvestusi kui ka stimulatsioone, mis praegu pole ükski kaubanduslik seade teeb, ”ütleb uuringu kaasautor Samantha Santacruz, varem UC Berkeley teadur ja nüüd Austini Texase ülikooli dotsent.
Erinevalt teistest neurostimulaatoritest on WAND-seadmetel ainulaadne disain koos kohandatud integraallülitustega, mis suudavad salvestada aju kiirgavaid peeneid elektrisignaale, saates samal ajal ka tugevamaid impulsse vigaste signaalide “parandamiseks”.
Tänu WAND-le "[b] kuna me saame tegelikult stimuleerida ja salvestada samas ajupiirkonnas, teame täpselt, mis teraapiat pakkudes toimub," märgib Muller.
