創新的腦部植入可以改善帕金森症的治療

一種新型的智能植入裝置可以「監聽」大腦信號，有助於治療癲癇和其他神經系統疾病，如帕金森病。

醫生使用神經刺激來治療各種疾病，包括癲癇、中風甚至抑鬱症。這種治療包括使用特殊的設備來發送電脈衝來控制大腦和中樞神經系統的活動。

醫生有時也用這種技術來改善帕金森病的癥狀。帕金森病是一種神經系統疾病，影響身體平衡，影響肢體運動或協調能力。

然而，目前用於神經系統疾病治療的神經刺激裝置不能同時刺激大腦活動和記錄大腦活動。

現在，來自加州大學伯克利分校的專家們開發出一種新的、複雜的神經刺激劑，似乎能夠實現這一目標。它可能有潛力改善癲癇、帕金森氏症和其他疾病的治療。

研究小組將這種裝置命名為「魔杖」，意思是「無線無人工神經調節裝置」。WAND有兩個微型外部控制器，每個控制器監控大腦中的64個電極。

該設備可以監測大腦的電活動，並學會識別異常信號，表明癲癇或震顫的存在。然後，魔杖可以幫助調節大腦中的電信號，以防止此類事件和癥狀的發生。

與現有的類似設備不同，WAND只能記錄大腦中多達8個點的電活動，但它可以跟蹤128個不同通道的活動。

新設備既省錢又省時

在他們發表在《自然生物醫學工程》(Nature Biomedical Engineering)雜誌上的研究論文中，研究人員指出，在未來，魔杖可能有助於改善癲癇患者或患有各種神經疾病患者的生活。

研究人員之一，助理教授Rikky Muller解釋說:「為病人找到合適的治療方法的過程非常昂貴，可能需要數年時間。」

「成本和持續時間的顯著降低可能會大大改善結果和可及性。」我們想要讓這個設備能夠找出最好的方法來刺激一個給定的病人，給最好的結果。你只能通過聽和記錄神經信號來做到這一點。--Rikky穆勒

Muller和他的團隊已經在動物模型中測試了WAND，他們使用恆河猴來演示這個設備如何識別特定手臂動作的大腦信號，以及如何對這些信號做出反應。

在最近的實驗中，研究人員向獼猴灌輸了魔杖植入的知識，讓它們使用操縱桿將屏幕上的游標發送到指定的位置。

過了一段時間，植入的設備學會了探測與獼猴手部動作相對應的神經信號。一旦他們識別出這些模式，他們就能夠發出電子信號，延遲手部運動。

Muller說:「雖然延遲反應時間以前已經得到證實，但據我們所知，這是首次在僅基於神經記錄的閉環系統中得到證實。」

「在未來，我們的目標是將學習融入我們的閉環平台，構建智能設備，能夠找出如何最好地治療你，並讓醫生不必不斷干預這一過程，」她補充說。

棒雙活性可能促進治療

研究人員解釋說，目前可用的神經刺激裝置不能在調節信號的同時檢測到大腦中的信號電信號。

他們注意到，這是因為神經刺激器發出的電脈衝「模糊」了最初的大腦信號，從而使它們幾乎無法檢測到。

「為了實現閉環stimulation-based療法,這是一個大目標為人們治療帕金森氏症和癲癇和各種神經系統疾病,都是非常重要的同時執行神經記錄和刺激,目前沒有一個商業設備,」研究的合著者薩曼莎Santacruz說,之前加州大學伯克利分校的研究員,現在在奧斯汀的得克薩斯大學的助理教授。

與其他神經刺激器不同的是，魔杖裝置有著獨特的設計，帶有定製的集成電路，能夠記錄大腦發出的微妙電信號，同時發出更強的脈衝，「糾正」錯誤的信號。

多虧了WAND，「[b]因為我們可以在同一個大腦區域進行刺激和記錄，所以當我們提供治療時，我們確切地知道發生了什麼，」Muller說。

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