Implan otak yang inovatif dapat meningkatkan rawatan Parkinson
Implan baru yang pintar yang "mendengar" isyarat otak dapat membantu merawat epilepsi dan keadaan neurologi lain, seperti penyakit Parkinson.
Doktor menggunakan neurostimulasi untuk merawat pelbagai keadaan, termasuk epilepsi, kesan strok, dan juga kemurungan. Rawatan ini melibatkan penggunaan alat khas yang menghantar impuls elektrik untuk mengawal aktiviti otak dan sistem saraf pusat.
Doktor kadang-kadang juga menggunakan teknik ini untuk memperbaiki simptom penyakit Parkinson, keadaan neurologi yang mempengaruhi keseimbangan fizikal dan keupayaan untuk menggerakkan atau menyelaraskan pergerakan anggota badan.
Walau bagaimanapun, alat neurostimulator yang kini tersedia untuk rawatan keadaan neurologi tidak dapat merangsang aktiviti otak dan merekamnya pada masa yang sama.
Kini, pakar dari University of California (UC), Berkeley telah mengembangkan neurostimulator baru dan canggih yang nampaknya dapat mencapainya. Ini mungkin berpotensi untuk memperbaiki rawatan epilepsi, Parkinson, dan keadaan lain.
Pasukan penyelidik telah menamakan peranti ini sebagai "WAND," yang bermaksud "peranti neuromodulasi bebas artifak tanpa wayar." WAND mempunyai dua pengawal luaran kecil, masing-masing memantau 64 elektrod yang berada di otak.
Peranti ini dapat memantau aktiviti elektrik di otak dan belajar mengenal pasti isyarat tidak normal yang menunjukkan adanya kejang atau gegaran. WAND kemudian dapat membantu memodulasi isyarat elektrik di otak untuk mencegah kejadian dan gejala seperti itu.
Tidak seperti peranti sedia ada yang serupa, yang hanya dapat merakam aktiviti elektrik hingga lapan titik di otak, WAND dapat mengesan aktiviti dari 128 saluran yang berbeza.
Peranti baru menjimatkan kos dan masa
Dalam makalah kajian mereka, yang mana jurnal itu Kejuruteraan Bioperubatan Alam telah diterbitkan, para penyelidik menyatakan bahawa, di masa depan, WAND berpotensi membantu memperbaiki kehidupan orang yang mengalami sawan atau hidup dengan pelbagai keadaan neurologi.
"Proses mencari terapi yang tepat untuk pesakit sangat mahal dan boleh memakan masa bertahun-tahun," jelas penolong profesor Rikky Muller, salah seorang penyelidik.
“Pengurangan yang ketara dalam kedua-dua kos dan jangka masa berpotensi membawa kepada hasil dan aksesibilitas yang sangat baik. Kami mahu alat ini dapat mengetahui kaedah terbaik untuk merangsang agar pesakit tertentu memberikan hasil yang terbaik. Dan anda hanya boleh melakukannya dengan mendengar dan merakam tanda tangan saraf. "
Rikky Muller
Muller dan pasukan telah menguji WAND dalam model haiwan, menggunakan kera rhesus untuk menunjukkan bagaimana alat itu dapat belajar mengenali isyarat otak untuk pergerakan lengan tertentu dan bagaimana ia kemudian dapat bertindak pada isyarat yang sama.
Dalam eksperimen mereka baru-baru ini, para penyelidik mengajarkan kera dengan implan WAND untuk menggunakan kayu bedik untuk menghantar kursor di layar ke lokasi yang ditentukan.
Selepas beberapa ketika, alat yang ditanamkan belajar mengesan isyarat saraf yang sesuai dengan gerakan tangan monyet. Setelah mereka mengenal pasti corak ini, mereka dapat menghantar isyarat elektrik yang melambatkan pergerakan tangan.
"Walaupun menunda masa reaksi adalah sesuatu yang telah ditunjukkan sebelumnya, ini, untuk pengetahuan kami, pertama kalinya ia ditunjukkan dalam sistem gelung tertutup berdasarkan rakaman neurologi sahaja," kata Muller.
"Di masa depan, kami berhasrat untuk memasukkan pembelajaran ke dalam platform gelung tertutup kami untuk membina peranti pintar yang dapat mengetahui cara merawat anda dengan sebaik-baiknya dan membuang doktor daripada terus campur tangan dalam proses ini," tambahnya.
Aktiviti berganda WAND dapat meningkatkan rawatan
Para penyelidik menjelaskan bahawa peranti neurostimulator yang ada pada masa ini tidak dapat mengesan isyarat elektrik khas di otak dan juga memodulasi isyarat tersebut.
Ini, mereka perhatikan, adalah kerana denyutan elektrik yang dipancarkan oleh neurostimulator "mengaburkan" isyarat otak yang asli, sehingga menjadikannya hampir tidak dapat dikesan.
"Untuk memberikan terapi berasaskan rangsangan tertutup, yang merupakan tujuan besar bagi orang yang merawat Parkinson dan epilepsi dan pelbagai gangguan neurologi, sangat penting untuk kedua-dua melakukan rakaman saraf dan rangsangan secara serentak, yang saat ini tidak ada satu pun alat komersial begitu, ”kata pengarang bersama kajian Samantha Santacruz, yang sebelumnya merupakan penyelidik di UC Berkeley dan kini menjadi penolong profesor di University of Texas di Austin.
Tidak seperti neurostimulator lain, peranti WAND mempunyai reka bentuk yang unik dengan litar bersepadu tersuai yang dapat merakam isyarat elektrik halus yang dipancarkan oleh otak sambil juga mengirimkan dorongan yang lebih kuat untuk "membetulkan" isyarat yang salah.
Terima kasih kepada WAND, "kerana kita benar-benar dapat merangsang dan merekam di kawasan otak yang sama, kita tahu dengan tepat apa yang sedang terjadi ketika kita memberikan terapi," catat Muller.
