Yeni kablosuz nörostimülatör: Nörolojik hastalıklar için yeni bir standart tedavi sağlaması bekleniyor!
Kılavuz
Son zamanlarda, California Üniversitesi, Berkeley'deki mühendisler yeni bir tür nörostimülatör geliştirdiler. Beyindeki akımı eşzamanlı olarak dinleyebilir ve uyarabilir ve epilepsi ve Parkinson hastalığı gibi nörolojik hastalıklardan muzdarip insanlar için iyi düzenlenmiş tedavi sağlaması beklenir.arka fon
Sinir sistemi, insan vücudunun yapısı ve işlevindeki en karmaşık sistemdir, sinir hücrelerinden oluşur ve vücutta öncü rol oynar. Sinir sisteminin düzenlenmesi altında, insan vücudundaki çeşitli organ ve sistemlerin işlevleri ve çeşitli fizyolojik süreçler, normal yaşam aktivitelerini gerçekleştirmek ve sürdürmek için etkileşimde bulunabilir, etkileyebilir ve yakın işbirliği yapabilir.
Ancak sinir sisteminde epilepsi, Parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı (senil demans), düşük IQ, nörolojik düşüş, hiperaktivite gibi bazı hastalıklar da ortaya çıkar.
Nörolojik hastalıkları tespit etmek ve tedavi etmek için, bazı geleneksel tedavilere ek olarak, yenilikçi teknolojiler de bize yeni bir umut getiriyor. Yazar, aşağıdakiler gibi bazı ilgili vakaları tanıttı:
(1) King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) araştırmacıları, beyin hastalıklarını daha güvenli ve etkili bir şekilde teşhis edip tedavi edebilen esnek, düşük maliyetli bir sensör geliştirdiler.
(Resim kaynağı: Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi)
(2) Berkeley, California Üniversitesi'ndeki mühendisler, ultrasonla kablosuz olarak şarj edilen, şimdiye kadarki en küçük ve en verimli nörostimülatör geliştirdiler. Bu teknoloji, bir dizi hastalığın tedavisi için yeni fırsatlar getiriyor.
(Resim kaynağı: Rikky Muller)
(3) Riverside, California Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, doktorların beyne ultrason göndermelerine ve beyin hastalıklarını tedavi etmek için ultrasonu daha iyi kullanmalarına yardımcı olmak için seramik malzemelerden yapılmış bir kafatası implantı geliştirdi.
(Resim kaynağı: UCR)
(4) Hollanda'daki Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar, diğer mevcut teknolojilerden önemli ölçüde daha iyi olan, ciddi nöbetlerin% 85'ini tespit edebilen yüksek teknolojili bir akıllı bileklik geliştirdiler.
(Resim kaynağı: LivAssured)
Yenilikçilik
Bugün size tanıtmak istediğim yeni vaka, aynı zamanda nörolojik hastalıkları tedavi etmek için yenilikçi bir teknolojidir.Bu yenilikçi araştırma, California Üniversitesi, Berkeley'den de geliyor.
Son zamanlarda, California Üniversitesi, Berkeley'deki mühendisler yeni bir tür nörostimülatör geliştirdiler. Beyindeki akımı eşzamanlı olarak dinleyebilir ve uyarabilir ve epilepsi ve Parkinson hastalığı gibi nörolojik hastalıklardan muzdarip insanlar için iyi düzenlenmiş tedavi sağlaması beklenir.
31 Aralık 2018'de Nature Biomedical Engineering dergisinde yayınlanan bir araştırma, cihazı açıklıyor.
teknoloji
Cihaz "WAND" olarak adlandırılır ve "beyin kalp pili" gibi çalışır.Beynin elektriksel aktivitesini izleyebilir ve bir problem bulunduğunda elektriksel uyarı yapabilir.
Cihaz, çeşitli nörolojik koşullar altında, zayıflatıcı titreme veya nöbetleri önlemede son derece etkilidir. Bununla birlikte, nöbet veya titreme öncesi ortaya çıkan elektrik sinyalleri son derece zayıftır ve bu hastalıkları önlemek için gereken elektriksel uyarıların sıklığı ve yoğunluğu eşit derecede hassastır. Genel olarak konuşursak, doktorların hastalara en iyi tedaviyi sunabilmeleri için ince ayarlamalar yapması birkaç yıl alır.
WAND, "kablosuz yapay olmayan nöromodülasyon cihazı" nın kısaltmasıdır. Yani, titreme veya nöbet belirtilerini tanımayı öğrendiğinde, sinir bozucu hareketleri önlemek için stimülasyon parametrelerini kendi başına ayarlayabilir. Ve bu kapalı bir döngü olduğu için (yani, stimülasyonu ve kaydı aynı anda uygulayabilir), bu parametreleri gerçek zamanlı olarak ayarlayabilir.
WAND sistem mimarisi (resim kaynağı: referans [2])
Berkeley'deki California Üniversitesi Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü'nde Yardımcı Doçent olan Rikky Muller şunları söyledi: "Hastalar için doğru tedaviyi bulma süreci son derece pahalıdır ve birkaç yıl sürer. Maliyetlerin düşürülmesi ve sürenin kısaltılmasının sonuçları ve erişilebilirliği büyük ölçüde iyileştirmesi beklenmektedir. . Bu cihazın, en iyi sonuçları elde etmek için belirli bir hastaya sağlamak için en iyi yöntemi bulmasını istiyoruz. Bu hedefe ulaşmak için yalnızca sinir sinyallerini dinleyebilir ve kaydedebilirsiniz. "
Diğer kapalı döngü sistemlerin 8 kanalıyla karşılaştırıldığında WAND, 128 kanalın (beyindeki 128 nokta) elektriksel aktivitesini kaydedebilir. Ekip, cihazı göstermek için al yanaklı maymunların belirli kol hareketlerini belirlemek ve geciktirmek için WAND kullandı.
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi: Önerilen cihazda, kafanın dışında bulunan bir şasiye iki yeni yonga yerleştirilmiştir. Her bir çip, beyindeki elektriksel aktiviteyi 64 elektrot aracılığıyla izleyebilir ve sinir bozucu nöbetleri ve titremeleri önlemek için aynı anda elektriksel uyarımı serbest bırakabilir.
(Resim kaynağı: Rikky Muller, Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley)
Aynı anda beyindeki elektrik sinyallerini uyarır ve kaydeder.Örneğin, bir havuzdaki küçük dalgalanmaları gözlemlemeye ve aynı zamanda dalgaları sıçratmak için havuza basmaya benzer. Başka bir deyişle, beyinden gelen daha küçük elektrik sinyalleri, uyarım tarafından salınan daha büyük elektrik darbeleri tarafından karşılanacaktır.
Şu anda, derin beyin uyarıcıları, elektriksel uyarım serbest bırakıldığında kaydı durduracak veya beynin uyaranın uygulandığı yerden farklı bir bölümünde kayıt yaparak, temelde havuzdaki farklı noktalardaki suyun neden olduğu küçük dalgalanmaları ölçecek.
Rikky Muller liderliğindeki Cortera Neurotechnologies'den araştırmacılar, zayıf beyin dalgalarından ve güçlü elektrik darbelerinden gelen tam sinyalleri kaydedebilen WAND özel entegre devre tasarladı. Bu çip tasarımı, WAND'in sinyali elektrik darbesinden kaldırmasına ve böylece beyin dalgasından temiz bir sinyal almasına olanak tanır.
(Resim kaynağı: Rikky Muller, Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley)
WANDın özel entegre devreleri (Resim kaynağı: Rikky Muller, California Üniversitesi, Berkeley)
Ayarlandıktan sonra, mevcut ekipman yalnızca daha küçük beyin dalgalarından gelen sinyalleri kaydetmek için kullanılabilir ve bu sinyaller daha büyük uyarım darbeleriyle kaplanır ve bu tür sinyallerin yeniden yapılandırılmasını imkansız hale getirir.
Muller şunları söyledi: "Aynı beyin bölgesinde gerçekten uyarıp kayıt yapabildiğimiz için, tedavi gördüğümüzde neler olduğunu tam olarak anlayabiliriz."
Ekip, Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü'nde profesör olan Jan Rabaey'in işbirliğiyle, bir dizi araştırma ve klinik uygulama için programlanabilen, kablosuz ve kapalı döngü hesaplama işlevlerine sahip bir platform cihazı inşa etti.
California Üniversitesi, Berkeley'de eski bir doktora sonrası araştırma asistanı ve Austin'deki Texas Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Samantha Santacruz ve elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi profesörü Jose Carmena tarafından yürütülen bir deneyde, deneklere imleci hareket ettirmek için bir joystick kullanmaları öğretildi. Belirli bir pozisyona ulaşın. Eğitim süresinden sonra, WAND cihazı, eylemi gerçekleştirmeye hazırlanan özne tarafından üretilen sinir sinyallerini algılayabilir ve eylemi geciktirmek için uyarıcıları serbest bırakabilir.
Muller şunları söyledi: "Gecikmiş tepki süresi daha önce gösterilmiş olmasına rağmen, bildiğimiz kadarıyla, bu ilk kez yalnızca sinirsel kayda dayalı kapalı döngü bir sistemde gösterildi."
değer
Santacruz şunları söyledi: Kapalı döngü uyarımına dayalı bir terapi sağlamak için (bu terapi, insanların Parkinson hastalığı, epilepsi ve bir dizi nörolojik hastalığı tedavi etmeleri için büyük bir hedeftir), sinirsel kayıt ve stimülasyonu senkronize etmek çok önemlidir. Bunu tek bir ticari cihaz yapamaz. "
gelecek
Muller şunları söyledi: "Gelecekte hedefimiz, bu süreçte doktorların sık müdahalesi olmadan size en iyi tedaviyi nasıl sağlayacağınızı anlayabilen akıllı cihazlar yaratmak için kapalı döngü platformumuza öğrenme işlevleri eklemek."
Anahtar kelime
Sinir sistemi, tıbbi, çipReferans
[1] https://news.berkeley.edu/2018/12/31/wireless-pacemaker-for-the-brain-could-be-new-standard-treatment-for-neurological-disorders/
[2]
