QUẢNG CÁO

Một '' Máy tạo nhịp tim '' không dây có thể phát hiện và ngăn ngừa co giật

Các kỹ sư đã thiết kế một 'máy tạo nhịp não' không dây có thể phát hiện và ngăn ngừa chứng run hoặc co giật ở những bệnh nhân bị rối loạn thần kinh.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (CHÚNG TÔI LÀ) rối loạn thần kinh ảnh hưởng đến hơn một tỷ người trên toàn thế giới và gây ra hơn 6 triệu ca tử vong hàng năm. Những rối loạn này bao gồm động kinh, Bệnh Alzheimer, đột quỵ não hoặc chấn thương và Bệnh Parkinson. Tác động của những căn bệnh này có ở cả các nước phát triển và đang phát triển và nhiều khi việc điều trị không khả dụng do thiếu hệ thống y tế thích hợp, nhân viên được đào tạo hoặc các yếu tố khác. Dân số toàn cầu đang già đi và theo WHO, trong vòng 30-40 năm tới, hơn một nửa dân số sẽ trên 65 tuổi. Cần phải hiểu rằng rối loạn thần kinh sẽ là một gánh nặng sức khỏe rất lớn trong tương lai gần

Một 'máy điều hòa nhịp tim' cho não

Các kỹ sư từ Đại học California Berkeley Hoa Kỳ đã thiết kế một máy kích thích thần kinh mới có thể đồng thời nghe ('ghi âm') và cũng kích thích ('cung cấp') dòng điện bên trong não. Thiết bị như vậy có thể cung cấp phương pháp điều trị cá nhân hóa hoàn hảo cho những bệnh nhân bị rối loạn thần kinh, đặc biệt là bệnh Parkinson và bệnh động kinh. Thiết bị này được đặt tên là WAND (thiết bị điều chế thần kinh không có tạo tác không dây) và nó còn có thể được gọi là 'máy tạo nhịp tim'tương tự như máy điều hòa nhịp tim - một thiết bị nhỏ, hoạt động bằng pin, có thể nhận biết khi tim đập không đều và sau đó truyền tín hiệu đến tim để đạt được nhịp độ chính xác mong muốn. Tương tự, máy tạo nhịp não có thể theo dõi không dây và tự động hoạt động điện của não và một khi nó đã học được cách xác định các dấu hiệu hoặc đặc điểm của run hoặc thu giữ trong não, thiết bị có thể tự điều chỉnh các thông số kích thích bằng cách cung cấp kích thích điện 'chính xác' khi có điều gì đó không theo thứ tự. Nó là một hệ thống vòng lặp khép kín có thể ghi lại cũng như kích thích dọc theo và có thể điều chỉnh các thông số khác nhau trong thời gian thực. WAND có thể ghi lại hoạt động điện trong não qua hơn 125 kênh trong một hệ thống vòng kín. Để chứng minh thực tế, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng WAND có thể nhận ra và thực hiện các biện pháp thích hợp để trì hoãn thành công các chuyển động của cánh tay cực kỳ cụ thể ở khỉ linh trưởng (khỉ rhesus macaques).

Những thách thức với các thiết bị trước đây

Một trong những thách thức lớn trong việc tìm kiếm liệu pháp phù hợp cho một bệnh nhân có tình trạng thần kinh là thời gian kéo dài khi tìm kiếm một thủ thuật đầu tiên và sau đó là chi phí cao liên quan. Bất kỳ thiết bị nào như vậy đều có thể ngăn chặn rất hiệu quả chứng run hoặc co giật ở bệnh nhân. Tuy nhiên, các dấu hiệu điện xuất hiện trước cơn động kinh thực sự hoặc một cơn chấn động là cực kỳ tinh vi. Ngoài ra, tần số và cường độ của kích thích điện mong muốn có khả năng ngăn chặn những chấn động hoặc co giật này cũng rất nhạy cảm. Đó là lý do tại sao những điều chỉnh nhỏ cho những bệnh nhân cụ thể thường mất nhiều năm trước khi bất kỳ thiết bị nào như vậy có thể cung cấp một phương pháp điều trị tối ưu. Nếu những thách thức này được đáp ứng đầy đủ, thì kết quả và khả năng tiếp cận có thể tăng lên rõ rệt.

Trong một nghiên cứu mới được công bố tại Kỹ thuật y sinh học thiên nhiên, các nhà nghiên cứu muốn thiết bị mang lại kết quả tốt nhất có thể cho bệnh nhân bằng cách cung cấp kích thích tối ưu. Điều này chỉ có thể đạt được bằng cách lắng nghe cũng như ghi lại các mẫu hoặc ký hiệu thần kinh. Tuy nhiên, việc ghi lại và kích thích các tín hiệu điện là rất khó khăn vì các xung lớn được phát ra bởi sự kích thích có thể lấn át các tín hiệu điện trong não. Vấn đề với các thiết bị kích thích não sâu hiện nay là chúng không thể 'ghi lại' và đồng thời 'cung cấp' kích thích đến cùng một vùng não. Khía cạnh này là quan trọng nhất đối với bất kỳ liệu pháp vòng kín nào và hiện không có thiết bị nào như vậy được bán trên thị trường hoặc các phương pháp khác.

Đây là nơi mà sự đặc biệt của WAND xuất hiện trong bức tranh. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế các mạch tùy chỉnh WAND có thể 'ghi lại' các tín hiệu hoàn chỉnh từ cả sóng não tinh tế cũng như từ các xung điện mạnh hơn. Việc trừ tín hiệu khỏi các xung điện dẫn đến tín hiệu rõ ràng hơn từ sóng não mà không một thiết bị hiện có nào có thể làm được. Do đó, việc kích thích và ghi lại đồng thời trong cùng một vùng não sẽ truyền tải cho chúng ta những diễn biến chính xác có thể được sử dụng để thiết kế một liệu pháp lý tưởng. WAND cho phép lập trình lại để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Trong một thí nghiệm trực tiếp trên khỉ, thiết bị WAND đã thành thạo trong việc phát hiện các ký hiệu thần kinh và sau đó có thể phát ra kích thích điện như mong muốn. Lần đầu tiên, một hệ thống vòng kín đã được chứng minh để thực hiện hai nhiệm vụ này cùng nhau.

***

{Bạn có thể đọc tài liệu nghiên cứu gốc bằng cách nhấp vào liên kết DOI đưa ra bên dưới trong danh sách (các) nguồn được trích dẫn}

Nguồn

Zhou A và cộng sự 2018. Một thiết bị điều hòa thần kinh 128 kênh không dây và không có đồ tạo tác dùng để kích thích và ghi hình vòng kín ở động vật linh trưởng không phải người. Kỹ thuật y sinh học thiên nhiên.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x

Nhóm SCIEU
Nhóm SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Khoa học Châu Âu® | SCIEU.com | Những tiến bộ đáng kể của khoa học. Tác động đến loài người. Đầu óc đầy cảm hứng.

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

ISRO ra mắt sứ mệnh Mặt trăng Chandrayaan-3  

Sứ mệnh mặt trăng Chandrayaan-3 sẽ thể hiện khả năng ''hạ cánh mềm trên mặt trăng''...

Trang web đầu tiên trên thế giới  

Trang web đầu tiên trên thế giới là http://info.cern.ch/ Đây là...

Biến đổi khí hậu: Giảm phát thải carbon từ máy bay

Lượng khí thải carbon từ máy bay thương mại có thể giảm khoảng ...
- Quảng cáo -
94,558Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi