1

enheden, der hedder staven, fungerer som en “pacemaker til hjernen”, overvåger hjernens elektriske aktivitet og leverer elektrisk stimulering, hvis den opdager noget galt.

disse enheder kan være yderst effektive til at forhindre svækkende tremor eller anfald hos patienter med en række neurologiske tilstande. Men de elektriske signaturer, der går forud for et anfald eller rysten, kan være ekstremt subtile, og hyppigheden og styrken af elektrisk stimulering, der kræves for at forhindre dem, er lige så rørende. Det kan tage år med små justeringer af læger, før enhederne giver optimal behandling.

tryllestav, der står for trådløs artefaktfri neuromoduleringsenhed, er både trådløs og autonom, hvilket betyder, at når den først lærer at genkende tegn på rysten eller anfald, kan den justere stimuleringsparametrene alene for at forhindre uønskede bevægelser. Og fordi det er lukket kredsløb-hvilket betyder at det kan stimulere og optage samtidigt-kan det justere disse parametre i realtid.

“processen med at finde den rigtige terapi til en patient er ekstremt dyr og kan tage år. Betydelig reduktion i både omkostninger og varighed kan potentielt føre til stærkt forbedrede resultater og tilgængelighed,” sagde Rikky Muller adjunkt i elektroteknik og datalogi ved Berkeley. “Vi ønsker at gøre det muligt for enheden at finde ud af, hvad der er den bedste måde at stimulere for en given patient til at give de bedste resultater. Og du kan kun gøre det ved at lytte og optage de neurale signaturer.”

tryllestav kan registrere elektrisk aktivitet over 128 kanaler eller fra 128 punkter i hjernen sammenlignet med otte kanaler i andre lukkede kredsløbssystemer. For at demonstrere enheden brugte holdet tryllestav til at genkende og forsinke specifikke armbevægelser i rhesusmakakker. Enheden er beskrevet i en undersøgelse, der dukkede op i dag (Dec. 31) i Naturbiomedicinsk teknik.

Ripples i en dam

samtidig stimulere og optage elektriske signaler i hjernen er meget som at forsøge at se små krusninger i en dam, mens også plaske dine fødder-de elektriske signaler fra hjernen er overvældet af de store impulser af elektricitet leveret af stimuleringen.

i øjeblikket stopper dybe hjernestimulatorer enten optagelsen, mens de leverer den elektriske stimulering, eller optager på en anden del af hjernen, hvorfra stimuleringen påføres-i det væsentlige måler de små krusninger på et andet punkt i dammen fra sprøjtningen.”for at levere stimuleringsbaserede terapier med lukket sløjfe, hvilket er et stort mål for mennesker, der behandler Parkinsons og epilepsi og en række neurologiske lidelser, er det meget vigtigt at både udføre neurale optagelser og stimulering samtidigt, hvilket i øjeblikket ikke gør nogen enkelt kommerciel enhed,” sagde tidligere UC Berkeley postdoc associate Samantha.

forskere ved Cortera Neurotechnologies, Inc., ledet af Rikky Muller, designet staven brugerdefinerede integrerede kredsløb, der kan optage det fulde signal fra både de subtile hjernebølger og de stærke elektriske impulser. Dette chipdesign gør det muligt for stav at trække signalet fra de elektriske impulser, hvilket resulterer i et rent signal fra hjernebølgerne.

eksisterende enheder er indstillet til kun at optage signaler fra de mindre hjernebølger og overvældes af de store stimuleringsimpulser, hvilket gør denne type signalrekonstruktion umulig.”fordi vi faktisk kan stimulere og optage i samme hjerneområde, ved vi præcis, hvad der sker, når vi leverer en terapi,” sagde Muller.

i samarbejde med lab of electrical engineering and computer science professor Jan Rabaey byggede teamet en platform enhed med trådløse og lukkede kredsløb beregningsmuligheder, der kan programmeres til brug i en række forsknings-og kliniske applikationer.en postdoc på UC Berkeley, og af og elektroteknik og datalogi Professor Jose Carmena, blev fag lært at bruge et joystick til at flytte en markør til et bestemt sted. Efter en træningsperiode var STAVENHEDEN i stand til at detektere de neurale signaturer, der opstod, da emnerne var parat til at udføre bevægelsen, og derefter levere elektrisk stimulering, der forsinkede bevægelsen.

” mens forsinkelse af reaktionstid er noget, der er blevet demonstreret før, er det efter vores viden første gang, at det er blevet demonstreret i et lukket kredsløbssystem baseret på en neurologisk optagelse,” sagde Muller.

” i fremtiden sigter vi mod at indarbejde læring i vores lukkede platform for at opbygge intelligente enheder, der kan finde ud af, hvordan man bedst behandler dig, og fjerne lægen fra at skulle konstant gribe ind i denne proces,” sagde Muller sagde.