Yngenieurs hawwe in draadloze 'harsens ûntworpen pacemaker' dy't tremors as krampen kin detektearje en foarkomme by pasjinten dy't lije oan neurologyske steuringen
Neffens de World Health Organization (WA) neurologyske steuringen beynfloedzje mear as ien miljard minsken wrâldwiid en it feroarsaket jierliks mear as 6 miljoen deaden. Dizze steuringen omfetsje epilepsy, sykte fan Alzheimer, harsens beroerte of ferwûnings en sykte fan Parkinson. De ynfloed fan dizze sykten is oanwêzich yn sawol ûntwikkele as ûntwikkelingslannen en in protte kearen is behanneling net beskikber fanwegen gebrek oan in goed sûnenssysteem, oplaat personiel of oare faktoaren. De wrâldbefolking wurdt âlder en neffens de WHO sil yn de kommende 30-40 jier mear as de helte fan de befolking boppe de 65 jier wêze. It is ymperatyf om te begripen dat neurologyske steuringen yn 'e heine takomst in enoarme sûnenslêst sille wêze
In 'pacemaker' foar it brein
Yngenieurs fan University of California Berkeley USA hawwe in nije neurostimulator ûntworpen dy't tagelyk kin harkje ('record') en ek stimulearje ('leverje') elektryske stroom yn 'e harsens. Sa'n apparaat kin in perfeksjonearre personaliseare behanneling leverje foar pasjinten dy't lije oan neurologyske steuringen, benammen de sykte fan Parkinson en epilepsy. It apparaat is betocht WAND (draadloos artefaktfrij neuromodulaasjeapparaat), en it kin ek wurde neamd as in 'harsens pacemaker' lyk oan it hert pacemaker - in lyts, batterij-oandreaun apparaat dat kin sinearje as it hert ûnregelmjittich kloppet en dan in sinjaal oan it hert leveret om it winske juste tempo te berikken. Lykwols, it brein pacemaker is yn steat om draadloos en autonoom de elektryske aktiviteit fan it brein te kontrolearjen en as it ienris leard hat om tekens of funksjes fan in tremor of oanfal yn it brein kin it apparaat sels stimulearringsparameters oanpasse troch de 'korrekte' elektryske stimulearring te leverjen as der wat net yn oarder is. It is in sletten lussysteem dat njonken kin opnimme en stimulearje en de ferskate parameters yn real-time kinne oanpasse. WAND is yn steat om elektryske aktiviteit yn it harsens op te nimmen oer mear dan 125 kanalen yn in sletten lussysteem. Foar in praktyske demonstraasje lieten ûndersikers sjen dat WAND passende maatregels erkennen en nimme koe om ekstreem spesifike earmbewegingen yn primateapen (rhesus macaques) mei súkses te fertrage.
Útdagings mei eardere apparaten
Ien fan 'e grutte útdagings by it finen fan de juste terapy foar in pasjint mei in neurologyske tastân is de lange doer fan earst in proseduere te finen en dan de hege kosten dy't belutsen binne. Elk sa'n apparaat koe tremors as seizers by pasjinten tige effektyf foarkomme. De elektryske hantekeningen dy't komme foar de eigentlike oanfal of in tremor binne lykwols ekstreem subtyl. Ek de frekwinsje en sterkte fan 'e winske elektryske stimulearring dy't de mooglikheid hat om dizze tremors of oanfallen te foarkommen is ek heul gefoelich. Dat is de reden wêrom't lytse oanpassingen foar bepaalde pasjinten meastentiids jierren duorret foardat sa'n apparaat in optimale behanneling kin leverje. As dizze útdagings adekwaat foldien wurde, kin d'r in definityf ferheging fan resultaten en tagonklikens wêze.
Yn in nije stúdzje publisearre yn Natuer Biomedical Engineering, ûndersikers woene dat it apparaat it bêste mooglik resultaat foar in pasjint jaan soe troch in optimale stimulearring te jaan. Dit is allinich te berikken troch te harkjen en ek de patroanen as neurale hantekeningen op te nimmen. Mar it opnimmen en stimulearjen fan elektryske sinjalen is heul útdaagjend, om't grutte pulsaasjes dy't wurde levere troch stimulearring de elektryske sinjalen yn it harsens kinne oerweldigje. It probleem mei hjoeddeistige djippe harsensstimulators is dat se net kinne 'registrearje' en tagelyk stimulearje 'leverje' oan deselde regio fan 'e harsens. Dit aspekt is it meast krúsjaal foar elke sletten-loop-terapy en gjin sa'n apparaat is op it stuit kommersjeel of oars beskikber.
Dit is wêr't de útsûndering fan WAND yn 't byld komt. Undersikers ûntwurpen WAND-oanpaste sirkels dy't folsleine sinjalen kinne 'registrearje' fan sawol de subtile harsenswellen as fan sterkere elektryske pulsaasjes. De subtraksje fan sinjaal út elektryske pulsaasjes resultearret yn in dúdliker sinjaal fan 'e harsenswellen dy't gjin fan' e besteande apparaten kinne dwaan. Sa, simultane stimulearring en opname yn deselde regio fan 'e harsens bringt ús de krekte barrens oer dy't kinne wurde brûkt om in ideale terapy te ûntwerpen. WAND lit reprogramming foar gebrûk yn ferskate applikaasjes. Yn in live eksperimint op apen wie WAND-apparaat betûft yn it opspoaren fan neurale hantekeningen en koe doe de winske elektryske stimulearring leverje. Foar it earst is in sletten systeem demonstrearre om dizze twa taken tegearre út te fieren.
***
{Jo kinne it orizjinele ûndersykspapier lêze troch te klikken op de DOI-keppeling hjirûnder jûn yn 'e list mei oanhelle boarne(n)}
Boarne (e)
Zhou A et al 2018. In draadloze en artefaktfrije 128-kanaal neuromodulaasjeapparaat foar sletten-loop stimulearring en opname yn net-minsklike primaten. Natuer Biomedical Engineering.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x
