Engineers have designed a wireless ‘brain stimulues kardiak’ which can detect and prevent tremors or seizures in patients suffering from neurological disorders
Sipas Organizatës Botërore të Shëndetësisë (KUSH) neurological disorders affect more than one billion people worldwide and it causes more than 6 million deaths annually. These disorders include epilepsy, Sëmundja Alzheimer, goditje në tru ose lëndime dhe Sëmundja e Parkinson-it. Ndikimi i këtyre sëmundjeve është i pranishëm si në vendet e zhvilluara ashtu edhe në ato në zhvillim dhe shumë herë trajtimi është i padisponueshëm për shkak të mungesës së një sistemi të duhur shëndetësor, personelit të trajnuar apo faktorëve të tjerë. Popullsia globale po plaket dhe sipas OBSH-së, në 30-40 vitet e ardhshme më shumë se gjysma e popullsisë do të jetë mbi 65 vjeç. Është e domosdoshme të kuptohet se çrregullimet neurologjike do të jenë një barrë e madhe për shëndetin në të ardhmen e afërt
Një "pacemaker" për trurin
Engineers from University of California Berkeley USA have designed a novel neurostimulator which can simultaneously listen (‘record’) and also stimulate (‘deliver’) electric current inside the brain. Such a device can provide a perfected personalized treatment for patients suffering from neurological disorders particularly Parkinson’s disease and epilepsy. The device is coined WAND (wireless artifact-free neuromodulation device), and it could be also called as a ‘stimulues kardiak truri’ similar to the heart stimulues kardiak – a tiny, battery-operated device which is able to sense when the heart is beating irregularly and then delivers a signal to the heart to achieve the desired correct pace. Similarly, the brain stimulues kardiak is able to wirelessly and autonomously monitor the brain’s electrical activity and once it has learned to identify signs or features of a tremor or konfiskim në tru, pajisja mund të rregullojë vetë parametrat e stimulimit duke dhënë stimulimin elektrik 'korrekt' kur diçka nuk është në rregull. Është një sistem i mbyllur i cili mund të regjistrojë, si dhe të stimulojë së bashku dhe është në gjendje të rregullojë parametrat e ndryshëm në kohë reale. WAND është në gjendje të regjistrojë aktivitetin elektrik në tru mbi më shumë se 125 kanale në një sistem të mbyllur. Për një demonstrim praktik, studiuesit treguan se WAND ishte në gjendje të njihte dhe të merrte masat e duhura për të vonuar me sukses lëvizjet jashtëzakonisht specifike të krahëve te majmunët primat (rhesus macaques).
Sfidat me pajisjet e mëparshme
Një nga sfidat kryesore në gjetjen e terapisë së duhur për një pacient me një gjendje neurologjike është kohëzgjatja e gjatë e fillimit të gjetjes së një procedure dhe më pas kostot e larta të përfshira. Çdo pajisje e tillë mund të parandalojë në mënyrë shumë efektive dridhjet ose konfiskimet te pacientët. Megjithatë, nënshkrimet elektrike që vijnë përpara konfiskimit aktual ose dridhjes janë jashtëzakonisht delikate. Gjithashtu, frekuenca dhe forca e stimulimit elektrik të dëshiruar që ka aftësinë për të parandaluar këto dridhje apo kriza është gjithashtu shumë e ndjeshme. Kjo është arsyeja pse rregullimet e vogla për pacientë të veçantë zakonisht kërkojnë vite përpara se një pajisje e tillë të jetë në gjendje të sigurojë një trajtim optimal. Nëse këto sfida përmbushen në mënyrë adekuate, mund të ketë një rritje të caktuar të rezultateve dhe aksesit.
Në një studim të ri të botuar në Inxhinieri Biomjekësore e Natyrës, studiuesit donin që pajisja të jepte rezultatin më të mirë të mundshëm për një pacient duke ofruar një stimulim optimal. Kjo arrihet vetëm duke dëgjuar, si dhe duke regjistruar modele ose nënshkrime nervore. Por, regjistrimi dhe stimulimi i sinjaleve elektrike është shumë sfidues pasi pulsimet e mëdha të cilat shpërndahen nga stimulimi mund të mposhtin sinjalet elektrike në tru. Problemi me stimuluesit aktualë të thellë të trurit është se ata nuk janë në gjendje të 'regjistrojnë' dhe në të njëjtën kohë 'të japin' stimulim në të njëjtin rajon të trurit. Ky aspekt është më i rëndësishmi për çdo terapi të mbyllur dhe asnjë pajisje e tillë nuk është aktualisht në dispozicion komerciale ose ndryshe.
Këtu del në pah përjashtimi i WAND. Studiuesit projektuan qarqe të personalizuara WAND të cilat mund të 'regjistrojnë' sinjale të plota si nga valët delikate të trurit ashtu edhe nga pulsimet më të forta elektrike. Zbritja e sinjalit nga pulsimet elektrike rezulton në një sinjal më të qartë nga valët e trurit, gjë që asnjë nga pajisjet ekzistuese nuk është në gjendje ta bëjë. Kështu, stimulimi dhe regjistrimi i njëkohshëm në të njëjtin rajon të trurit na përcjell ngjarjet e sakta që mund të përdoren për të hartuar një terapi ideale. WAND lejon riprogramimin për përdorim në aplikacione të ndryshme. Në një eksperiment të drejtpërdrejtë me majmunët, pajisja WAND ishte e aftë në zbulimin e nënshkrimeve nervore dhe më pas ishte në gjendje të jepte stimulimin elektrik të dëshiruar. Për herë të parë, është demonstruar një sistem i mbyllur për të kryer këto dy detyra së bashku.
***
{Mund të lexoni punimin origjinal kërkimor duke klikuar lidhjen DOI të dhënë më poshtë në listën e burimeve të cituara}
Burimi (s)
Zhou A et al 2018. Një pajisje neuromodulimi me 128 kanale pa tel dhe pa artefakte për stimulimin dhe regjistrimin me qark të mbyllur në primatët jo-njerëzor. Inxhinieri Biomjekësore e Natyrës.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x
