1

a pálcának nevezett eszköz úgy működik, mint egy “pacemaker az agy számára”, figyelemmel kíséri az agy elektromos aktivitását, és elektromos stimulációt biztosít, ha valami hibát észlel.

Ezek az eszközök rendkívül hatékonyak lehetnek a legyengítő remegés vagy rohamok megelőzésében különféle neurológiai állapotokban szenvedő betegeknél. De az elektromos jelek, amelyek megelőzik a rohamot vagy a remegést, rendkívül finomak lehetnek, és az elektromos stimuláció gyakorisága és erőssége, amely ahhoz szükséges, hogy megakadályozzák őket, ugyanolyan érzékeny. Az orvosok évekig kis kiigazításokat végezhetnek, mielőtt az eszközök optimális kezelést biztosítanak.

a WAND, amely a wireless artifact-free neuromodulation device rövidítése, mind vezeték nélküli, mind autonóm, ami azt jelenti, hogy miután megtanulja felismerni a remegés vagy a roham jeleit, önállóan beállíthatja a stimulációs paramétereket, hogy megakadályozza a nem kívánt mozgásokat. És mivel zárt hurkú — vagyis egyszerre képes stimulálni és rögzíteni — képes ezeket a paramétereket valós időben beállítani.

“a beteg számára a megfelelő terápia megtalálása rendkívül költséges és évekig is eltarthat. Mind a költségek, mind az időtartam jelentős csökkenése jelentősen javíthatja az eredményeket és a hozzáférhetőséget” – mondta Rikky Muller, a Berkeley Villamosmérnöki és számítástechnikai tudományok adjunktusa. “Azt akarjuk, hogy az eszköz kitalálja, mi a legjobb módja annak, hogy ösztönözze az adott beteget a legjobb eredmények elérésére. És ezt csak úgy lehet megtenni, ha meghallgatjuk és rögzítjük az idegi jeleket.”

a WAND 128 csatornán vagy az agy 128 pontján képes rögzíteni az elektromos aktivitást, összehasonlítva más zárt hurkú rendszerek nyolc csatornájával. Az eszköz bemutatásához a csapat pálcát használt a rhesus makákók specifikus karmozgásainak felismerésére és késleltetésére. Az eszközt egy ma megjelent tanulmány írja le (Dec. 31) a természetben orvosbiológiai mérnöki.

hullámok egy tóban

az elektromos jelek egyidejű stimulálása és rögzítése az agyban olyan, mintha megpróbálnánk látni a kis hullámokat egy tóban, miközben fröccsen a lábad-az agy elektromos jeleit elárasztják a stimuláció által szállított nagy elektromos impulzusok.

jelenleg a mély agyi stimulátorok vagy leállítják a felvételt, miközben az elektromos stimulációt szállítják, vagy az agy egy másik részén rögzítik, ahonnan a stimulációt alkalmazzák-lényegében mérve a kis hullámokat a tó egy másik pontján a fröccsenéstől.

“annak érdekében, hogy zárt hurkú stimuláció alapú terápiákat biztosítsunk, ami nagy cél a Parkinson-kór, az epilepszia és a különböző neurológiai rendellenességek kezelésében, nagyon fontos, hogy egyszerre végezzünk idegi felvételeket és stimulációt, amit jelenleg egyetlen kereskedelmi eszköz sem tesz”-mondta Samantha Santacruz, az UC Berkeley egykori posztdoktori munkatársa, aki jelenleg az austini Texasi Egyetem adjunktusa.

a Cortera Neurotechnologies, Inc.kutatói., rikky Muller vezetésével megtervezte a pálcát egyedi integrált áramkörök, amelyek képesek rögzíteni a teljes jelet mind a finom agyhullámokból, mind az erős elektromos impulzusokból. Ez a chip kialakítás lehetővé teszi a WAND számára, hogy kivonja a jelet az elektromos impulzusokból, ami tiszta jelet eredményez az agyhullámokból.

a meglévő eszközöket úgy hangolják be, hogy csak a kisebb agyhullámokból származó jeleket rögzítsék, és túlterhelik őket a nagy stimulációs impulzusok, ami lehetetlenné teszi az ilyen típusú jelrekonstrukciót.”mivel ugyanabban az agyi régióban stimulálhatunk és rögzíthetünk, pontosan tudjuk, mi történik, amikor terápiát nyújtunk” – mondta Müller.

Jan Rabaey Villamosmérnöki és számítástechnikai professzorral együttműködve a csapat egy vezeték nélküli és zárt hurkú számítási képességekkel rendelkező platformeszközt épített, amelyet különféle kutatási és klinikai alkalmazásokhoz lehet programozni.

Santacruz által vezetett kísérletekben, míg a UC Berkeley posztdoktora, valamint Jose Carmena elektrotechnikai és számítástechnikai professzor, az alanyokat joystick használatával tanították meg a kurzor egy adott helyre történő mozgatására. Edzés után a pálcás eszköz képes volt felismerni azokat az idegi aláírásokat, amelyek akkor keletkeztek, amikor az alanyok felkészültek a mozgás végrehajtására, majd elektromos stimulációt adtak, amely késleltette a mozgást.

“bár a reakcióidő késleltetése korábban már bizonyított, tudomásunk szerint ez az első alkalom, hogy ezt egy zárt hurkú rendszerben bizonyították, amely csak neurológiai felvételen alapul”-mondta Muller.”a jövőben arra törekszünk, hogy beépítsük a tanulást a zárt hurkú platformunkba, hogy intelligens eszközöket építsünk, amelyek kitalálják, hogyan lehet a legjobban kezelni Önt, és eltávolítsuk az orvost attól, hogy folyamatosan beavatkozzon ebbe a folyamatba”-mondta Müller.