혁신적인 뇌 임플란트는 파킨슨 병 치료를 개선 할 수 있습니다
뇌 신호를 "수신"하는 새롭고 스마트 한 임플란트는 간질 및 파킨슨 병과 같은 기타 신경 질환을 치료하는 데 도움이 될 수 있습니다.
의사는 신경 자극을 사용하여 간질, 뇌졸중, 심지어 우울증을 포함한 다양한 상태를 치료합니다. 이 치료에는 뇌와 중추 신경계의 활동을 제어하기 위해 전기 자극을 보내는 특수 장치를 사용하는 것이 포함됩니다.
의사는 때때로이 기술을 사용하여 신체 균형과 사지의 움직임을 조정하는 능력에 영향을 미치는 신경 학적 상태 인 파킨슨 병의 증상을 개선합니다.
그러나 현재 신경 질환 치료에 이용 가능한 신경 자극 장치는 뇌 활동을 자극하고 동시에 기록 할 수 없습니다.
이제 버클리 캘리포니아 대학 (UC)의 전문가들이이를 달성 할 수있는 새롭고 정교한 신경 자극기를 개발했습니다. 간질, 파킨슨 병 및 기타 질환의 치료를 개선 할 가능성이 있습니다.
연구팀은이 장치를 "무선 인공물없는 신경 조절 장치"를 나타내는 "WAND"라고 명명했습니다. WAND에는 두 개의 작은 외부 컨트롤러가 있으며 각 컨트롤러는 뇌에있는 64 개의 전극을 모니터링합니다.
이 장치는 뇌의 전기적 활동을 모니터링하고 발작 또는 떨림의 존재를 나타내는 비정상 신호를 식별하는 방법을 배울 수 있습니다. 그런 다음 WAND는 뇌의 전기 신호를 조절하여 이러한 사건과 증상을 예방할 수 있습니다.
뇌의 최대 8 개 지점에서만 전기적 활동을 기록 할 수있는 유사한 기존 장치와 달리 WAND는 128 개의 서로 다른 채널에서 활동을 추적 할 수 있습니다.
새로운 장치는 비용과 시간 효율적입니다.
그들의 연구 논문에서 저널은 자연 생명 공학 연구자들은 미래에 WAND가 발작을 앓고 있거나 다양한 신경 질환을 앓고있는 사람들의 삶을 개선하는 데 잠재적으로 도움이 될 수 있다고 밝혔습니다.
연구원 중 한 명인 Rikky Muller 조교수는“환자에게 적합한 치료법을 찾는 과정은 매우 비용이 많이 들고 수년이 걸릴 수 있습니다.
“비용과 기간이 크게 줄어들면 결과와 접근성이 크게 향상 될 수 있습니다. 우리는 장치가 주어진 환자가 최상의 결과를 내도록 자극하는 가장 좋은 방법을 파악할 수 있도록하고 싶습니다. 신경 신호를 듣고 녹음해야만 할 수 있습니다.”
Rikky Muller
Muller와 팀은 히말라야 원숭이를 사용하여 동물 모델에서 WAND를 테스트하여 장치가 특정 팔 움직임에 대한 뇌 신호를 인식하는 방법을 배우고 동일한 신호에 어떻게 작용할 수 있는지 보여줍니다.
최근 실험에서 연구원들은 WAND 임플란트가있는 원숭이에게 조이스틱을 사용하여 화면 커서를 지정된 위치로 보내도록 가르쳤습니다.
잠시 후 이식 된 장치는 원숭이의 손 동작에 해당하는 신경 신호를 감지하는 방법을 배웠습니다. 이러한 패턴을 확인한 후에는 손의 움직임을 지연시키는 전기 신호를 보낼 수있었습니다.
“반응 시간을 지연시키는 것은 이전에 입증 된 것이지만, 우리가 아는 한 신경 학적 기록만을 기반으로 한 폐쇄 루프 시스템에서 처음으로 입증 된 것입니다.”라고 Muller는 말합니다.
"미래에 우리는 학습을 폐쇄 루프 플랫폼에 통합하여 환자를 가장 잘 치료하는 방법을 알아 내고 의사가이 과정에 지속적으로 개입하지 않아도되는 지능형 장치를 구축하는 것을 목표로합니다."라고 그녀는 덧붙입니다.
WAND 이중 활동은 치료를 향상시킬 수 있습니다.
연구진은 현재 이용 가능한 신경 자극 장치가 뇌의 신호 전기 신호를 감지 할 수없는 동시에 그러한 신호를 변조한다고 설명합니다.
그들은 신경 자극기가 원래의 뇌 신호를 "모호하게"방출하는 전기 펄스가 사실상 감지 할 수 없게 만들기 때문이라고 지적합니다.
“파킨슨 병과 간질 및 다양한 신경 장애를 치료하는 사람들에게 큰 목표 인 폐쇄 루프 자극 기반 치료법을 제공하기 위해서는 현재 단일 상용 장치가없는 신경 기록과 자극을 동시에 수행하는 것이 매우 중요합니다. 연구 공동 저자 인 Samantha Santacruz는 이전에 UC Berkeley의 연구원이었으며 현재는 오스틴에있는 텍사스 대학교의 조교수라고 말합니다.
다른 신경 자극기와 달리 WAND 장치는 뇌가 방출하는 미묘한 전기 신호를 기록하는 동시에 잘못된 신호를 "수정"하기 위해 더 강한 자극을 보낼 수있는 맞춤형 집적 회로를 갖춘 독특한 디자인을 가지고 있습니다.
WAND 덕분에 "[b] 실제로 동일한 뇌 영역에서 자극하고 기록 할 수 있기 때문에 치료를 제공 할 때 무슨 일이 일어나는지 정확히 알고 있습니다."라고 Muller는 말합니다.
