Implan otak yang inovatif dapat meningkatkan pengobatan Parkinson
Implan baru dan cerdas yang "mendengarkan" sinyal otak dapat membantu mengobati epilepsi dan kondisi neurologis lainnya, seperti penyakit Parkinson.
Dokter menggunakan neurostimulasi untuk mengobati berbagai kondisi, termasuk epilepsi, efek stroke, dan bahkan depresi. Perawatan ini melibatkan penggunaan perangkat khusus yang mengirimkan impuls listrik untuk mengontrol aktivitas otak dan sistem saraf pusat.
Dokter terkadang juga menggunakan teknik ini untuk memperbaiki gejala penyakit Parkinson, kondisi neurologis yang memengaruhi keseimbangan fisik dan kemampuan untuk menggerakkan atau mengoordinasikan gerakan anggota tubuh.
Namun, perangkat neurostimulator yang saat ini tersedia untuk pengobatan kondisi neurologis tidak dapat merangsang aktivitas otak sekaligus merekamnya.
Sekarang, spesialis dari University of California (UC), Berkeley telah mengembangkan neurostimulator baru yang canggih yang tampaknya mampu mencapai hal ini. Ini mungkin berpotensi meningkatkan pengobatan epilepsi, Parkinson, dan kondisi lainnya.
Tim peneliti menamai perangkat ini "WAND," yang merupakan singkatan dari "perangkat neuromodulasi tanpa artefak nirkabel." WAND memiliki dua pengontrol eksternal kecil, yang masing-masing memantau 64 elektroda yang ada di otak.
Perangkat ini dapat memantau aktivitas listrik di otak dan belajar mengidentifikasi sinyal abnormal yang menunjukkan adanya kejang atau tremor. WAND kemudian dapat membantu memodulasi sinyal listrik di otak untuk mencegah kejadian dan gejala tersebut.
Tidak seperti perangkat serupa yang ada, yang hanya dapat merekam aktivitas listrik hingga delapan titik di otak, WAND dapat melacak aktivitas dari 128 saluran berbeda.
Perangkat baru hemat biaya dan waktu
Dalam makalah studi mereka, yaitu jurnal Teknik Biomedis Alam Telah dipublikasikan, para peneliti mencatat bahwa, di masa depan, WAND berpotensi membantu meningkatkan kehidupan orang yang mengalami kejang atau hidup dengan berbagai kondisi neurologis.
“Proses menemukan terapi yang tepat untuk pasien sangat mahal dan membutuhkan waktu bertahun-tahun,” jelas asisten profesor Rikky Muller, salah satu peneliti.
“Pengurangan yang signifikan dalam biaya dan durasi berpotensi mengarah pada hasil dan aksesibilitas yang jauh lebih baik. Kami ingin mengaktifkan perangkat untuk mengetahui cara terbaik untuk merangsang pasien tertentu agar memberikan hasil terbaik. Dan Anda hanya dapat melakukannya dengan mendengarkan dan merekam tanda tangan saraf. "
Rikky Muller
Muller dan timnya telah menguji WAND pada model hewan, menggunakan kera rhesus untuk menunjukkan bagaimana perangkat tersebut dapat belajar mengenali sinyal otak untuk gerakan lengan tertentu dan bagaimana perangkat tersebut dapat bekerja pada sinyal yang sama.
Dalam eksperimen terbaru mereka, para peneliti mengajari kera dengan implan WAND menggunakan joystick untuk mengirim kursor pada layar ke lokasi yang ditentukan.
Setelah beberapa saat, perangkat yang ditanamkan itu belajar mendeteksi sinyal saraf yang berhubungan dengan gerakan tangan kera. Setelah mereka mengidentifikasi pola-pola ini, mereka dapat mengirimkan sinyal listrik yang memperlambat gerakan tangan.
“Sementara penundaan waktu reaksi adalah sesuatu yang telah didemonstrasikan sebelumnya, ini, untuk pengetahuan kami, pertama kalinya telah didemonstrasikan dalam sistem loop tertutup berdasarkan rekaman neurologis saja,” kata Muller.
"Di masa depan, kami bertujuan untuk memasukkan pembelajaran ke dalam platform loop tertutup kami untuk membangun perangkat cerdas yang dapat menemukan cara terbaik untuk merawat Anda dan menghilangkan keharusan dokter untuk terus-menerus campur tangan dalam proses ini," tambahnya.
Aktivitas ganda WAND dapat meningkatkan pengobatan
Para peneliti menjelaskan bahwa perangkat neurostimulator yang tersedia saat ini tidak dapat mendeteksi sinyal listrik tanda tangan di otak sementara juga memodulasi sinyal tersebut.
Mereka mencatat, ini karena denyut listrik yang dipancarkan neurostimulator "mengaburkan" sinyal otak asli, sehingga membuatnya hampir tidak terdeteksi.
“Untuk memberikan terapi berbasis stimulasi loop tertutup, yang merupakan tujuan besar bagi orang-orang yang mengobati Parkinson dan epilepsi serta berbagai gangguan neurologis, sangat penting untuk melakukan perekaman saraf dan stimulasi secara bersamaan, yang saat ini tidak ada perangkat komersial tunggal. tidak, ”kata rekan penulis studi Samantha Santacruz, yang sebelumnya menjadi peneliti di UC Berkeley dan sekarang menjadi asisten profesor di University of Texas di Austin.
Tidak seperti neurostimulator lainnya, perangkat WAND memiliki desain unik dengan sirkuit terintegrasi khusus yang mampu merekam sinyal listrik halus yang dipancarkan otak sekaligus mengirimkan impuls yang lebih kuat untuk "mengoreksi" sinyal yang salah.
Berkat WAND, “[b] karena kami sebenarnya dapat merangsang dan merekam di wilayah otak yang sama, kami tahu persis apa yang terjadi saat kami memberikan terapi,” catat Muller.
