سامانه عصبی جدیدی که توسط مهندسین دانشگاه کالیفرنیا، برکلی طراحی شده است، میتواند همزمان سیگنال‌های الکتریکی مغز را بخواند و برای جلوگیری از تشنج یا لرزش ناخواسته، مغز را تحریک کند. این روش درمان مناسبی برای بیماری‌هایی همچون صرع و پارکینسون است. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
UC Berkeley photo by Rikky Muller
یک ضربان ساز برای مغز
در این دستگاه پیشنهادی، دو تراشه جاساز شده در یک کالبد روی سر قرار می‌گیرد. هر تراشه میتواند فعالیت الکتریکی مغز را توسط ۶۴ الکترود واقع در مغز بخواند و برای جلوگیری از تشنج یا لرزش ناخواسته تحریک الکتریکی ارائه دهد. دستگاه WAND شبیه یک ضربان ساز برای مغز عمل می‌کند. این دستگاه فعالیت الکتریکی مغز را کنترل می‌کند و در صورتی که تشخیص دهد چیزی اشتباه است، تحریک الکتریکی ارائه می‌دهد.
چنین دستگاه‌هایی میتواند در جلوگیری از لرزش‌های ضعیف یا تشنج در بیماران با انواع بیماری‌های عصبی بسیار مؤثر باشد. اما امواج الکتریکی که پیش از تشنج یا لرزش بوجود می‌آیند بسیار ظریف هستند. فرکانس و قدرت تحریک الکتریکی مورد نیاز برای جلوگیری از آنها نیز باید به همان اندازه دقیق باشد. به همین دلیل پیش از اینکه دستگاه‌ها درمان بهینه را ارائه دهند، پزشکان باید مدت‌ها روی تنظیم آنها کار کنند.
WAND یک دستگاه بیسیم و خودکار است. درواقع هنگامی که WAND یاد بگیرد نشانه‌های لرزش یا تشنج را تشخیص دهد، میتواند پارامترهای تحریک را به تنهایی برای جلوگیری از حرکات ناخواسته تنظیم کند. چون WAND حلقه بسته است، یعنی تحریک و ثبت را به طور همزمان انجام می‌دهد، میتواند پارامترها را در لحظه تنظیم کند.
Rikky Muller، استادیار مهندسی برق و علوم رایانه در برکلی، گفت: «روند یافتن درمان مناسب برای یک بیمار بسیار پرهزینه است و میتواند سال‌ها طول بکشد. کاهش قابل ملاحظه در هزینه و مدت زمان میتواند منجر به نتایج بسیار بهبود یافته و دسترسی بیشتر شود. ما می‌خواهیم دستگاه را قادر سازیم به بهترین روش برای تحریک و بهترین نتایج دست پیدا کند. اینکار تنها با گوش دادن و ثبت علائم عصبی انجام می‌شود».
WAND میتواند فعالیت الکتریکی بیش از ۱۲۸ کانال یا ۱۲۸ نقطه در مغز را ثبت کند، در مقایسه با هشت کانال در دیگر سامانه‌های حلقه بسته. گروه از WAND برای تشخیص و ایجاد تأخیر در حرکات خاص دست میمون‌ها استفاده کرد.
UC Berkeley photo by Rikky Muller
درمان خودکار اختلالات عصبی
Samantha Santacruz، استادیار دانشگاه تگزاس در آستین، گفت: «به منظور ارائه درمان مبتنی بر تحریک حلقه بسته، بسیار مهم است که ثبت و تحریک عصبی همزمان انجام شود که در حال حاضر هیچ دستگاه تجاری واحدی این کار را انجام نمی‌دهد. ثبت و تحریک عصبی همزمان، یک هدف بزرگ برای افرادی است که به درمان پارکینسون، صرع و انواع اختلالات عصبی می پردازند».
پژوهشگران شرکت Cortera Neurotechnologies به رهبری Muller، مدار مجتمع WAND را طراحی کرده‌اند که میتواند هم سیگنال‌های ظریف مغزی را دریافت کند و هم پالس‌های الکتریکی قوی. این طراحی به WAND اجازه می‌دهد تا سیگنال را از پالس‌های الکتریکی جدا کند و سیگنال تمیزی از امواج مغزی تهیه کند.
در آزمایش‌های انجام شده، دستگاه WAND قادر به تشخیص نشانه‌های عصبی بود. نشانه‌هایی که اعلام می‌کند فرد آماده انجام یک حرکت است. سپس تحریک الکتریکی توانست انجام حرکت را به تأخیر بیاندازد. Muller می‌گوید: «به تأخیر انداختن زمان واکنش چیزی است که پیش از این نیز انجام شده است. اما نخستین بار است که در یک سیستم حلقه بسته و تنها بر اساس ثبت عصبی این کار انجام شده است». وی ادامه داد: «در آینده ما قصد داریم یادگیری را با این پلتفرم حلقه بسته ترکیب کنیم تا دستگاه‌های هوشمندی بسازیم که می‌توانند بهترین درمان برای شما را تشخیص دهند و پزشک را از این روند حذف کنند».
بیشتر بخوانیم:
>>حسگرهای پوشیدنی ، راهی نوین برای بهبود بیماران سکته مغزی و ناتوان حرکتی
>>نظارت بر علائم بیماری پارکینسون با حسگرهای پوشیدنی و یادگیری ماشین
>>یک حسگر نرم پوشیدنی برای تشخیص اختلالات عصبی حرکتی در کودکان
منبع: news.berkeley.edu
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
