يمكن أن تحسن زراعة الدماغ المبتكرة من علاج مرض باركنسون
يمكن أن تساعد الغرسة الذكية الجديدة التي "تستمع" إلى إشارات الدماغ في علاج الصرع والحالات العصبية الأخرى ، مثل مرض باركنسون.
يستخدم الأطباء التحفيز العصبي لعلاج حالات مختلفة ، بما في ذلك الصرع وآثار السكتة الدماغية وحتى الاكتئاب. يتضمن هذا العلاج استخدام أجهزة خاصة ترسل نبضات كهربائية للتحكم في نشاط الدماغ والجهاز العصبي المركزي.
يستخدم الأطباء أحيانًا هذه التقنية أيضًا لتحسين أعراض مرض باركنسون ، وهي حالة عصبية تؤثر على التوازن البدني والقدرة على تحريك أو تنسيق حركة الأطراف.
ومع ذلك ، فإن أجهزة التحفيز العصبي المتوفرة حاليًا لعلاج الحالات العصبية غير قادرة على تحفيز نشاط الدماغ وتسجيله في نفس الوقت.
الآن ، طور متخصصون من جامعة كاليفورنيا (UC) ، بيركلي محفزًا عصبيًا جديدًا ومتطورًا يبدو قادرًا على تحقيق ذلك. قد يكون لديها القدرة على تحسين علاج الصرع ، ومرض باركنسون ، وغيرها من الحالات.
أطلق فريق البحث على هذا الجهاز اسم "WAND" ، والذي يرمز إلى "جهاز تعديل عصبي لاسلكي خالٍ من القطع الأثرية". يحتوي WAND على جهازي تحكم خارجيين صغيرين ، يراقب كل منهما 64 قطبًا كهربائيًا موجودًا في الدماغ.
يمكن لهذا الجهاز مراقبة النشاط الكهربائي في الدماغ وتعلم التعرف على الإشارات غير الطبيعية التي تشير إلى وجود نوبة صرع أو رعشات. يمكن أن تساعد WAND بعد ذلك في تعديل الإشارات الكهربائية في الدماغ لمنع مثل هذه الأحداث والأعراض.
على عكس الأجهزة المماثلة الموجودة ، والتي يمكنها فقط تسجيل النشاط الكهربائي من ما يصل إلى ثماني نقاط في الدماغ ، يمكن لـ WAND تتبع النشاط من 128 قناة مختلفة.
الجهاز الجديد فعال من حيث التكلفة والوقت
في ورقة دراستهم التي المجلة طبيعة الهندسة الطبية الحيوية قد نشر ، لاحظ الباحثون أنه ، في المستقبل ، يمكن أن تساعد WAND في تحسين حياة الأشخاص الذين يعانون من نوبات صرع أو يعيشون مع حالات عصبية مختلفة.
يوضح الأستاذ المساعد ريكي مولر ، أحد الباحثين: "عملية العثور على العلاج المناسب للمريض مكلفة للغاية ويمكن أن تستغرق سنوات".
"يمكن أن يؤدي التخفيض الكبير في كل من التكلفة والمدة إلى تحسن كبير في النتائج وإمكانية الوصول. نريد تمكين الجهاز من معرفة أفضل طريقة لتحفيز مريض معين لإعطاء أفضل النتائج. ولا يمكنك فعل ذلك إلا من خلال الاستماع إلى التوقيعات العصبية وتسجيلها ".
ريكي مولر
اختبر مولر وفريقه WAND في نموذج حيواني ، باستخدام قرود المكاك ريسوس لإظهار كيف يمكن للجهاز أن يتعلم التعرف على إشارات الدماغ لحركات ذراع معينة وكيف يمكنه بعد ذلك العمل على تلك الإشارات نفسها.
في تجاربهم الأخيرة ، قام الباحثون بتعليم قرود المكاك المزودة بغرسات WAND لاستخدام عصا التحكم لإرسال المؤشرات التي تظهر على الشاشة إلى مواقع محددة.
بعد فترة ، تعلمت الأجهزة المزروعة اكتشاف الإشارات العصبية التي تتوافق مع حركات يد قرود المكاك. بمجرد تحديد هذه الأنماط ، تمكنوا من إرسال إشارات كهربائية أدت إلى تأخير حركات اليد.
يقول مولر: "في حين أن تأخير وقت رد الفعل هو شيء تم إثباته من قبل ، فهذه ، على حد علمنا ، هي المرة الأولى التي يتم فيها إثبات ذلك في نظام الحلقة المغلقة استنادًا إلى تسجيل عصبي فقط".
وتضيف قائلة: "في المستقبل ، نهدف إلى دمج التعلم في منصتنا ذات الحلقة المغلقة لبناء أجهزة ذكية يمكنها معرفة أفضل طريقة لعلاجك وإبعاد الطبيب عن الاضطرار إلى التدخل المستمر في هذه العملية".
قد يؤدي نشاط WAND المزدوج إلى تعزيز العلاج
أوضح الباحثون أن أجهزة التحفيز العصبي المتوفرة حاليًا غير قادرة على اكتشاف الإشارات الكهربائية المميزة في الدماغ أثناء تعديل هذه الإشارات أيضًا.
وأشاروا إلى أن هذا يرجع إلى أن النبضات الكهربائية التي يصدرها جهاز التحفيز العصبي "تحجب" إشارات الدماغ الأصلية ، مما يجعلها غير قابلة للاكتشاف تقريبًا.
"من أجل تقديم علاجات قائمة على التحفيز ذات الحلقة المغلقة ، وهو هدف كبير للأشخاص الذين يعالجون باركنسون والصرع ومجموعة متنوعة من الاضطرابات العصبية ، من المهم جدًا إجراء التسجيلات العصبية والتحفيز في وقت واحد ، والذي لا يوجد حاليًا جهاز تجاري واحد تقول سامانثا سانتاكروز ، الباحثة المشاركة في الدراسة في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، وهي الآن أستاذة مساعدة في جامعة تكساس في أوستن.
بخلاف محفزات الأعصاب الأخرى ، تتمتع أجهزة WAND بتصميم فريد مع دوائر متكاملة مخصصة قادرة على تسجيل الإشارات الكهربائية الدقيقة التي يصدرها الدماغ مع إرسال نبضات أقوى "لتصحيح" الإشارات المعيبة.
بفضل WAND ، "[b] لأنه يمكننا في الواقع التحفيز والتسجيل في نفس منطقة الدماغ ، فنحن نعرف بالضبط ما يحدث عندما نقدم العلاج ،" يلاحظ مولر.
