新的无线大脑起搏器通过微调刺激防止癫痫发作许雅涵

新的无线“大脑起搏器”通过微调刺激防止癫痫发作

无线“大脑起搏器”可以为神经系统疾病提供新的治疗方法。

由加州大学伯克利分校的工程师开发的WAND 可以同时收听和刺激大脑中的电流，可能为患有癫痫和帕金森症等疾病的患者提供“微调”治疗。

科学家表示，它的作用就像是“大脑起搏器”，监测大脑的电活动，并在发现异常情况时提供电刺激

这不是第一次尝试这种装置，但专家认为这个版本是第一个可以适应每个人微妙和不断变化的症状的版本，这些症状很难被发现并且难以刺激。

一旦WAND学会识别震颤或癫痫发作的迹象，它可以自己调整刺激参数以防止不必要的运动。

而且因为它是“闭环” - 意味着它可以同时激发和记录 - 它可以实时调整参数。

加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学助理教授Rikky Muller博士说：“为病人找到合适疗法的过程成本极高，可能需要数年时间。

“成本和持续时间的显着减少可能会大大改善结果和可访问性。

'我们希望设备能够找出刺激特定患者的最佳方法，以获得最佳结果。而你只能通过聆听和记录神经签名来做到这一点。

像这样的装置可以“非常有效”地防止患有各种神经疾病的患者的衰弱性震颤或癫痫发作。

但是在癫痫发作或震颤之前的电子签名可能非常微妙，并且防止它们所需的电刺激的频率和强度同样敏感。

据研究人员称，在设备提供最佳治疗之前，医生可能需要多年的小幅调整。

WAND - 代表无伪影神经调节设备 - 既是无线也是自主的。

与其他闭环系统中的8个通道相比，它可记录128个通道或大脑中128个点的电活动。

为了演示该设备，该团队使用WAND来识别和延迟恒河猴的特定手臂运动。

他们解释说，同时刺激和记录大脑中的电信号就像试图看到池塘中的小涟漪同时也会溅起你的脚 - 来自大脑的电信号被刺激所传递的大量电脉冲所淹没。

目前，深部脑刺激器要么在传递电刺激时停止记录，要么记录在应用刺激的大脑的不同部位 - 基本上测量池中不同点处的小涟漪以防止飞溅。

Samantha Santacruz博士说：'为了治疗帕金森病和癫痫症以及各种神经系统疾病的人们，这是一个基于闭环刺激的治疗方法，同时进行神经记录和刺激非常重要，目前没有单个商业设备呢，'

由穆勒博士领导的Cortera Neurotechnologies的研究人员设计了WAND定制集成电路，可以记录来自细微脑电波和强电脉冲的全部信号。

芯片设计允许WAND从电脉冲中减去信号，从而产生来自脑电波的干净信号。

现有设备被调谐以仅记录来自较小脑波的信号并且被大的刺激脉冲淹没，使得这种类型的信号重建变得不可能。

穆勒博士说：“因为我们实际上可以刺激和记录在同一个大脑区域，我们确切地知道当我们提供治疗时会发生什么。”

该团队与电气工程和计算机科学实验室Jan Rabaey教授合作，构建了一个具有无线和闭环计算功能的平台设备，可以编程用于研究和临床应用。

在实验中，受试者被教导使用操纵杆将光标移动到特定位置。

在训练期之后，WAND装置能够检测当受试者准备进行运动时产生的神经信号，然后传递延迟运动的电刺激。

穆勒博士说：“虽然延迟反应时间已经证明了，但据我们所知，这是第一次在仅基于神经记录的闭环系统中证明它。”

她补充说：“未来我们的目标是将学习融入我们的闭环平台，以构建能够找到最佳治疗方法的智能设备，并让医生不必经常干预这一过程。”

该研究结果发表在Nature Biomedical Engineering杂志上。

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