הצוות מדגים ממריץ מוחי מיניאטורי בבני אדם

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


מהנדסי אוניברסיטת רייס פיתחו את ממריץ המוח הנשתל הקטן ביותר שהודגם בחולה אנושי. הודות לטכנולוגיית העברת כוח מגנו-אלקטרית החלוצית, המכשיר בגודל אפונה שפותח במעבדת האורז של ג'ייקוב רובינסון בשיתוף מוטיב נוירוטק והקלינאים ד"ר סמיר שת וד"ר סוניל שת יכול להיות מופעל באופן אלחוטי באמצעות משדר חיצוני ולהשתמש בו כדי לעורר את המוח דרך הדורה – קרום המגן המחובר לתחתית הגולגולת.

פרסומת

המכשיר, הידוע כ-Digitallyly programable Over-brain Therapeutic (DOT), יכול לחולל מהפכה בטיפול בדיכאון עמיד לתרופות והפרעות פסיכיאטריות או נוירולוגיות אחרות על ידי מתן אלטרנטיבה טיפולית המציעה אוטונומיה ונגישות רבה יותר למטופל מאשר טיפולים מבוססי גירוי עצבי הנוכחי והוא פחות פולשני מממשקי מוח-מחשב אחרים (BCIs).

"במאמר זה אנו מראים שהמכשיר שלנו, בגודל של אפונה, יכול להפעיל את הקורטקס המוטורי, וכתוצאה מכך המטופל מזיז את ידו", אמר רובינסון, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים ולביו-הנדסה ברייס. "בעתיד נוכל למקם את השתל מעל חלקים אחרים של המוח, כמו קליפת המוח הקדם-מצחית, שם אנו מצפים לשפר את התפקוד המנהלי של אנשים עם דיכאון או הפרעות אחרות".

הטכנולוגיות הקיימות הניתנות להשתלה לגירוי מוחי מופעלות על ידי סוללות גדולות יחסית שצריכות להיות ממוקמות מתחת לעור במקומות אחרים בגוף ולהתחבר למכשיר המגרה באמצעות חוטים ארוכים. מגבלות תכנון כאלה דורשות ניתוח רב יותר ומכפיפות את האדם לנטל גדול יותר של השתלת חומרה, סיכונים לשבירת חוט או כשל וצורך בניתוחי החלפת סוללה עתידיים.

"ביטלנו את הצורך בסוללה על ידי הפעלה אלחוטית של המכשיר באמצעות משדר חיצוני", הסביר ג'ושוע וודס, סטודנט לתואר שני בהנדסת חשמל במעבדת רובינסון והמחבר הראשי של המחקר שפורסם ב- התקדמות המדע. אמנדה סינגר, סטודנטית לתואר שני לשעבר בתוכנית לפיזיקה יישומית של רייס, שנמצאת כעת במוטיב נוירוטק, היא גם סופרת ראשית.

הטכנולוגיה מסתמכת על חומר הממיר שדות מגנטיים לפולסים חשמליים. תהליך המרה זה יעיל מאוד בקנה מידה קטן ויש לו סובלנות טובה לאי-יישור, כלומר אינו דורש תמרון מורכב או זעום כדי להפעיל ולשלוט. למכשיר רוחב של 9 מילימטרים והוא יכול לספק 14.5 וולט של גירוי.

"השתל שלנו מקבל את כל האנרגיה שלו דרך האפקט המגנו-אלקטרי הזה", אמר רובינסון, המייסד והמנכ"ל של Motif, סטארט-אפ שפועל להוצאת המכשיר לשוק. "הפיזיקה של העברת הכוח הופכת את זה להרבה יותר יעיל מכל טכנולוגיות העברת כוח אלחוטיות אחרות בתנאים אלה."

מוטיף היא אחת מכמה חברות נוירוטק שבודקות את הפוטנציאל של BCIs לחולל מהפכה בטיפולים להפרעות נוירולוגיות.

"גירוי עצבי הוא המפתח לאפשר טיפולים בתחום בריאות הנפש שבו תופעות לוואי של תרופות וחוסר יעילות משאירות אנשים רבים ללא אפשרויות טיפול נאותות", אמר רובינסון.

החוקרים בדקו את המכשיר באופן זמני בחולה אנושי, השתמשו בו כדי לעורר את קליפת המוח המוטורית – החלק במוח שאחראי לתנועה – ויצרו תגובה לתנועת יד. לאחר מכן הם הראו את ממשק המכשיר עם המוח ביציבות למשך 30 יום בחזירים.

"זה לא נעשה בעבר מכיוון שהאיכות והחוזק של האות הדרושים לגירוי המוח דרך הדורה היו בלתי אפשריים בעבר עם העברת כוח אלחוטית עבור שתלים קטנים כל כך", אמר וודס.

רובינסון רואה בעיני רוחו את השימוש בטכנולוגיה מהנוחות של הבית. רופא ירשום את הטיפול ויספק הנחיות לשימוש במכשיר, אך למטופלים יש שליטה מלאה על אופן מתן הטיפול.

"בחזרה הביתה, המטופל היה חובש את הכובע שלו או את הציוד לביש לכוח ומתקשר עם השתל, לוחץ 'עבור' באייפון שלו או בשעון החכם שלו ואז הגירוי החשמלי מהשתל הזה יפעיל רשת נוירונלית בתוך המוח," רובינסון. אמר.

ההשתלה תדרוש הליך זעיר פולשני של 30 דקות שיציב את המכשיר בעצם מעל המוח. גם השתל וגם החתך יהיו כמעט בלתי נראים, והמטופל יחזור הביתה באותו היום.

"כשאתה חושב על קוצב לב, זה חלק מאוד שגרתי בטיפול הלב", אמר שת, פרופסור וסגן יו"ר מחקר, יו"ר מקנייר מלומד וקרן קולן מוכשר לנוירוכירורגיה במכללת ביילור לרפואה. "בהפרעות נוירולוגיות ופסיכיאטריות, המקבילה היא גירוי מוחי עמוק (DBS), שנשמע מפחיד ופולשני. DBS הוא למעשה הליך די בטוח, אבל זה עדיין ניתוח מוח, והסיכון הנתפס שלו יציב תקרה נמוכה מאוד על המספר. של אנשים שמוכנים לקבל את זה ועשויים להפיק ממנו תועלת. כאן נכנסות לתמונה טכנולוגיות כמו זו. הליך קל של 30 דקות שהוא מעט יותר מניתוח עור, שנעשה במרכז לניתוחים חוץ, יש סיכוי גבוה יותר להיסבל. מאשר DBS אז אם נוכל להראות שהוא יעיל בערך כמו חלופות פולשניות יותר, סביר להניח שהטיפול הזה ישפיע הרבה יותר על בריאות הנפש."

במצבים מסוימים, אפילפסיה למשל, ייתכן שהמכשיר יצטרך להיות מופעל באופן קבוע או רוב הזמן, אך עבור הפרעות כמו דיכאון ו-OCD, משטר של כמה דקות של גירוי ביום יכול להספיק כדי לחולל את השינויים הרצויים. בתפקוד של רשת הנוירונים הממוקדת.

מבחינת הצעדים הבאים, רובינסון אמר שבצד המחקרי הוא "ממש מתעניין ברעיון של יצירת רשתות של שתלים ויצירת שתלים שיכולים לעורר ולהקליט, כדי שיוכלו לספק טיפולים מותאמים אישית מותאמים אישית המבוססים על חתימות המוח שלך. " מנקודת המבט של הפיתוח הטיפולי, מוטיב נוירוטק נמצא בתהליך של בקשת אישור FDA לניסוי קליני ארוך טווח בבני אדם. מטופלים ומטפלים יכולים להירשם באתר מוטיב נוירוטק כדי ללמוד מתי והיכן יתחילו ניסויים אלו.

העבודה נתמכה בחלקה על ידי קרן רוברט וג'ניס מקנייר, המכון הרפואי מקנייר, DARPA והקרן הלאומית למדע.



קישור לכתבת המקור – 2024-04-12 22:49:33

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר

בדוק את המבנה הפנטסטי הזה מבית היוצר ארנוב שארמה.שלום לתושבי הכספת, וחזרתי עם פרויקט שעון…