Cấy ghép não cải tiến có thể cải thiện điều trị Parkinson
Một thiết bị cấy ghép thông minh mới "lắng nghe" các tín hiệu não có thể giúp điều trị chứng động kinh và các tình trạng thần kinh khác, chẳng hạn như bệnh Parkinson.
Các bác sĩ sử dụng phương pháp kích thích thần kinh để điều trị các tình trạng khác nhau, bao gồm chứng động kinh, ảnh hưởng của đột quỵ và thậm chí là trầm cảm. Phương pháp điều trị này bao gồm việc sử dụng các thiết bị đặc biệt gửi các xung điện để kiểm soát hoạt động của não và hệ thần kinh trung ương.
Các bác sĩ đôi khi cũng sử dụng kỹ thuật này để cải thiện các triệu chứng của bệnh Parkinson, một tình trạng thần kinh ảnh hưởng đến sự cân bằng thể chất và khả năng di chuyển hoặc phối hợp cử động của các chi.
Tuy nhiên, các thiết bị kích thích thần kinh hiện có để điều trị các bệnh lý thần kinh không thể vừa kích thích hoạt động của não vừa ghi nhận nó cùng một lúc.
Giờ đây, các chuyên gia từ Đại học California (UC), Berkeley đã phát triển một thiết bị kích thích thần kinh mới, tinh vi, dường như có thể đạt được điều này. Nó có thể có tiềm năng cải thiện việc điều trị bệnh động kinh, Parkinson và các bệnh khác.
Nhóm nghiên cứu đã đặt tên cho thiết bị này là “WAND”, viết tắt của “thiết bị điều biến thần kinh không có tạo tác không dây”. WAND có hai bộ điều khiển nhỏ bên ngoài, mỗi bộ điều khiển theo dõi 64 điện cực nằm trong não.
Thiết bị này có thể theo dõi hoạt động điện trong não và học cách xác định các tín hiệu bất thường cho thấy sự hiện diện của một cơn co giật hoặc run. WAND sau đó có thể giúp điều chỉnh các tín hiệu điện trong não để ngăn chặn các sự kiện và triệu chứng như vậy.
Không giống như các thiết bị tương tự hiện có, chỉ có thể ghi lại hoạt động điện từ tối đa tám điểm trong não, WAND có thể theo dõi hoạt động từ 128 kênh khác nhau.
Thiết bị mới tiết kiệm chi phí và thời gian
Trong bài nghiên cứu của họ, mà tạp chí Kỹ thuật Y sinh Tự nhiên Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, trong tương lai, WAND có thể giúp cải thiện cuộc sống của những người bị co giật hoặc sống chung với các tình trạng thần kinh khác nhau.
Phó giáo sư Rikky Muller, một trong những nhà nghiên cứu, giải thích: “Quá trình tìm kiếm liệu pháp phù hợp cho bệnh nhân là vô cùng tốn kém và có thể mất nhiều năm.
“Việc giảm đáng kể cả chi phí và thời lượng có thể dẫn đến cải thiện đáng kể kết quả và khả năng tiếp cận. Chúng tôi muốn kích hoạt thiết bị để tìm ra cách tốt nhất để kích thích cho một bệnh nhân nhất định để mang lại kết quả tốt nhất. Và bạn chỉ có thể làm điều đó bằng cách lắng nghe và ghi lại các ký hiệu thần kinh ”.
Rikky Muller
Muller và nhóm đã thử nghiệm WAND trên một mô hình động vật, sử dụng khỉ rhesus để chỉ ra cách thiết bị có thể học cách nhận ra các tín hiệu não đối với các chuyển động cụ thể của cánh tay và sau đó nó có thể hoạt động như thế nào đối với các tín hiệu tương tự.
Trong các thí nghiệm gần đây của họ, các nhà nghiên cứu đã dạy khỉ được cấy ghép WAND cách sử dụng cần điều khiển để gửi con trỏ trên màn hình đến các vị trí được chỉ định.
Sau một thời gian, các thiết bị được cấy ghép đã học cách phát hiện các tín hiệu thần kinh tương ứng với chuyển động tay của khỉ đầu chó. Khi họ đã xác định được các kiểu này, họ có thể phát ra các tín hiệu điện làm trì hoãn các chuyển động của tay.
Muller nói: “Mặc dù trì hoãn thời gian phản ứng là điều đã được chứng minh trước đây, nhưng theo hiểu biết của chúng tôi, đây là lần đầu tiên nó được chứng minh trong một hệ thống vòng kín chỉ dựa trên ghi chép thần kinh.
“Trong tương lai, chúng tôi mong muốn kết hợp việc học tập vào nền tảng vòng kín của mình để xây dựng các thiết bị thông minh có thể tìm ra cách điều trị tốt nhất cho bạn và giúp bác sĩ không phải liên tục can thiệp vào quá trình này”, cô nói thêm.
WAND hoạt động kép có thể thúc đẩy điều trị
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng các thiết bị kích thích thần kinh hiện có không thể phát hiện các tín hiệu điện đặc trưng trong não đồng thời điều chỉnh các tín hiệu đó.
Họ lưu ý rằng điều này là do các xung điện mà bộ kích thích thần kinh phát ra "che khuất" các tín hiệu não ban đầu, do đó khiến chúng hầu như không thể phát hiện được.
“Để cung cấp các liệu pháp dựa trên kích thích vòng kín, mục tiêu lớn đối với những người điều trị Parkinson, động kinh và một loạt các rối loạn thần kinh, điều rất quan trọng là phải thực hiện đồng thời quá trình ghi và kích thích thần kinh, điều mà hiện nay chưa có thiết bị thương mại nào ”, đồng tác giả nghiên cứu Samantha Santacruz, trước đây là nhà nghiên cứu tại UC Berkeley và hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học Texas ở Austin cho biết.
Không giống như các thiết bị kích thích thần kinh khác, thiết bị WAND có thiết kế độc đáo với các mạch tích hợp tùy chỉnh có khả năng ghi lại các tín hiệu điện tinh vi mà não phát ra đồng thời phát ra các xung động mạnh hơn để “sửa chữa” các tín hiệu bị lỗi.
Nhờ WAND, “[b] chúng ta có thể thực sự kích thích và ghi lại trong cùng một vùng não, chúng ta biết chính xác điều gì đang xảy ra khi chúng ta cung cấp một liệu pháp,” Muller lưu ý.
