Boala Parkinson și epilepsie, tratate cu ajutorul unui stimulator pentru creier

Dispozitivul, denumit WAND, funcționează ca un ,,stimulator cardiac”, dar pentru creier, monitorizând activitatea electrică a creierului și furnizând stimularea electrică dacă detectează ceva rău.

,,Aceste dispozitive pot fi extrem de eficiente în prevenirea tremorurilor sau crizelor debilitante la pacienții cu o varietate de afecțiuni neurologice. Semnalele electrice care precedă o criză sau tremurăturile pot fi extrem de subtile, iar frecvența și puterea stimulării electrice necesare pentru a le preveni este la fel de sensibilă. Pot dura ani de ajustări de către medici înainte ca aceste dispozitivele să funcționeze optim. WAND reprezintă un dispozitiv de neuromodulare wireless fără artefact, este atât wireless, cât și autonom, ceea ce înseamnă că odată ce acesta învață să recunoască semnele de tremor sau convulsii, poate ajusta singuri parametrii de stimulare pentru a preveni mișcările nedorite. Și pentru că este o buclă închisă, adică poate stimula și înregistra simultan, poate ajusta acești parametri în timp real”, a declarat Rikky Muller, profesor de inginerie electrică și științe informatice la Universitatea Berkeley.

WAND poate înregistra activitatea electrică a peste 128 de canale sau de la 128 de puncte în creier, comparativ cu opt canale a altor sisteme cu buclă închisă. Pentru a demonstra capacitatea dispozitivului, echipa a folosit WAND pentru a recunoaște și a întârzia mișcările specifice ale brațelor la macacii rhesus. Procesul de găsire a terapiei potrivite pentru un pacient este extrem de costisitor și poate dura ani. Reducerea semnificativă a costurilor și a duratei poate duce la rezultate mult mai bune și la accesibilitate.

În prezent, stimulatoarele creierului fie opresc înregistrarea în timp ce furnizează stimularea electrică, fie înregistrează o altă parte a creierului de unde se aplică stimularea.

,,Pentru a oferi terapii bazate pe stimulare bazată pe buclă închisă, care este un obiectiv major pentru persoanele cu Parkinson și epilepsie și pentru o varietate de tulburări neurologice, este foarte important atât să efectueze înregistrări neuronale și stimulare simultană, în prezent nu le face un singur dispozitiv comercial”, a spus Samantha Santacruz, profesor la Universitatea din Texas.

Cercetătorii de la Cortera Neurotechnologies, Inc., conduși de Rikky Muller, au proiectat circuitele integrate WAND personalizate care pot înregistra semnalul complet atât din undă cerebrală subtilă, cât și din impulsuri electrice puternice. Acest design permite WAND să scadă semnalul de la impulsurile electrice, rezultând un semnal curat de la undele creierului. Dispozitivele existente sunt reglate pentru a înregistra semnale numai de la undele cerebrale mai mici și sunt copleșite de impulsurile mari de stimulare, ceea ce face imposibil acest tip de reconstrucție a semnalului.

,,Deoarece putem stimula și înregistrăm de fapt în aceeași regiune a creierului, știm exact ce se întâmplă când oferim o terapie", a spus Muller.

În colaborare cu profesorul Jan Rabaey, profesor de inginerie electrică și informatică, echipa a construit un dispozitiv platformă cu capabilități computerizate wireless și închise care pot fi programate pentru a fi utilizate într-o varietate de aplicații în cercetare și clinică. 

,,În viitor, ne propunem să încorporăm învățarea în platforma noastră cu buclă închisă pentru a construi dispozitive inteligente care să-și dea seama cum să trateze cel mai bine și să-l elimine pe doctor să nu intervină în mod constant în acest proces", a spus Muller, potrivit Medicalxpress.com.