무선 '뇌의 심장 박동기'는 신경 질환에 대한 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다.

무선 '뇌의 심장 박동기'는 신경 질환에 대한 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다.캘리포니아 대학 버클리 대학교의 엔지니어가 개발 한 새로운 신경 자극기는 뇌의 전류를 동시에 듣고 자극하여 간질이나 파킨슨 병과 같은 질병 환자에게 미세 조정 된 치료법을 제공 할 수 있습니다.WAND라는 이 장치 는 뇌의 전기 활동을 모니터링하고 이상 징후가 발견되면 전기 자극을 전달하는 " 뇌의 심장 박동기"와 같이 작동합니다 .이러한 장치는 다양한 신경 상태를 가진 환자의 진전 또는 발작을 예방하는 데 매우 효과적 일 수 있습니다. 그러나 발작이나 진전에 앞선 전기 신호는 극도로 미묘 할 수 있으며 이들을 예방하는 데 필요한 전기 자극의 빈도와 강도는 똑같이 민감합니다. 장치가 최적의 치료를 제공하기 전에 의사가 수년간 미세 조정을 할 수 있습니다.무선 무전기 신경 변조 장치를 나타내는 WAND는 무선 및 자율 시스템으로, 떨림이나 발작의 징후를 인식하면 원치 않는 움직임을 방지하기 위해 자체적으로 자극 매개 변수를 조정할 수 있습니다. 또한 폐쇄 루프이기 때문에 동시에 자극하고 기록 할 수 있으므로 실시간으로 이러한 매개 변수를 조정할 수 있습니다.Rikky Muller 부교수 인 버클리 (Berkeley)의 전기 공학 및 컴퓨터 과학 조교수는 "환자에게 맞는 치료법을 찾는 과정은 비용이 많이 들고 수년이 걸릴 수 있습니다. 비용과 기간을 크게 줄이면 결과 및 접근성이 크게 향상 될 수 있습니다. . "우리는 주어진 환자가 최상의 결과를 내기 위해 자극하는 가장 좋은 방법이 무엇인지 알아 내고 싶습니다. 신경 신호를 듣고 녹음하면됩니다."WAND는 다른 폐쇄 루프 시스템의 8 개 채널과 비교하여 128 개 채널 또는 뇌의 128 개 포인트에서 전기적 활동을 기록 할 수 있습니다. 장치를 시연하기 위해 팀은 붉은 소 동물 원숭이의 특정 팔 움직임을 인식하고 지연시키기 위해 WAND를 사용했습니다. 이 장치는 Nature Biomedical Engineering 에 오늘 발표 된 연구 (12 월 31 일)에 기술되어있다 . 무선 '뇌의 심장 박동기'는 신경 질환에 대한 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다.연못에서 물결뇌의 전기 신호 를 동시에 자극하고 녹음 하는 것은 연못에서 작은 잔물결을 보면서 발을 튀기는 것과 비슷합니다. 두뇌의 전기 신호는 자극에 의해 전달되는 큰 전기 펄스에 의해 압도됩니다.현재 심부 뇌 자극기는 전기 자극을 전달하는 동안 녹음을 멈추거나 자극이 적용되는 뇌의 다른 부분에 기록합니다. 본질적으로 물살이 튀어 나오는 연못의 다른 지점에서 작은 물결을 측정합니다."파킨슨 병과 간질 및 다양한 신경 질환을 치료하는 사람들에게 큰 목표 인 폐 루프 자극 기반 치료법을 제공하기 위해서는 현재 신경 녹음과 자극을 동시에 수행하는 것이 중요합니다. "오스틴 텍사스 대학 (University of Texas) 조교수 인 사만다 산타 크루즈 (Samantha Santacruz) 전 UC 버클리 박사후 연구원은 말했다.Rickky Muller가 이끄는 Cortera Neurotechnologies, Inc.의 연구원은 미묘한 뇌파와 강한 전기 펄스의 신호를 모두 기록 할 수있는 WAND 맞춤형 집적 회로를 설계했습니다. 이 칩 설계 는 WAND가 전기 펄스에서 신호를 빼내어 뇌파의 깨끗한 신호를 만들어냅니다.기존의 장치는 작은 뇌파의 신호 만 기록하도록 조정되었으며 큰 자극 펄스에 의해 압도되어 이러한 유형의 신호 재구성이 불가능합니다. 무선 '뇌의 심장 박동기'는 신경 질환에 대한 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다. WAND 칩은 자극기에 의해 전달되는 미묘한 뇌파와 강력한 전기 펄스의 신호를 모두 기록 할 수있는 주문형 집적 회로로 설계되었습니다. 크레디트 : Rikky Muller, UC Berkeley "동일한 뇌 영역에서 실제로 자극하고 기록 할 수 있기 때문에 우리는 치료법을 제공 할 때 어떤 일이 일어나는지 정확하게 알 수 있습니다."라고 뮬러는 말했습니다. 전기 공학 및 컴퓨터 과학 교수 Jan Rabaey 와 공동으로 팀은 다양한 연구 및 임상 응용 프로그램에서 사용할 수 있도록 프로그래밍 할 수있는 무선 및 폐회로 계산 기능을 갖춘 플랫폼 장치를 제작했습니다.UC Berkeley 박사후 연구원 인 Santacruz와 전기 공학 및 컴퓨터 과학과 Jose Carmena 교수가 진행 한 실험에서 피험자는 조이스틱을 사용하여 커서를 특정 위치로 이동시키는 방법을 배웠습니다. 훈련 기간이 끝난 후, WAND 장치는 운동을 수행 할 준비가 된 피실험자가 발생시킨 신경 신호를 감지 한 다음 동작을 지연시킨 전기 자극을 전달할 수있었습니다."반응 시간을 늦추는 것은 이전에 증명 된 것입니다 만, 이것은 우리가 아는 바로는 신경 학적 기록만을 기초로 한 폐 루프 시스템에서 처음으로 입증 된 것입니다."라고 뮬러는 말했습니다.Muller는 "미래에 우리는 폐쇄 형 루프 플랫폼에 학습 기능을 통합하여 최상의 치료 방법을 파악할 수있는 지능형 장치를 구축하고 의사가이 프로세스에 지속적으로 개입하지 않아도되는 것을 없애려합니다.