UC Berkeley nakaimbento ng mas epektibong wireless brain pacemaker para sa neurological patients

“The process of finding the right therapy for a patient is extremely costly and can take years. We want to enable the device to figure out what is the best way to stimulate for a given patient to give the best outcomes. And you can only do that by listening and recording the neural signatures.”

Ito ang tinuran ni assistant professor (of electrical engineering and computer sciences) Rikky Muller ng University of California – Berkeley (UC Berkeley) sa pinakabagong pag-aaral ng mga grupo ng mga siyentipikong kinabibilangan niya para mapag-ibayo pa ang mga klase ng gamutan para sa mga pasyente ng neurological disorders gaya ng Parkinson’s disease at epilepsy.

Inilathala ang resulta ng naturang pag-aaral kamakailan sa Nature Biomedical Engineering.

Inilarawan ang bagong neurostimulator na tinatawag na wireless artifact-free neuromodulation (WAND) na isang close-loop device at gumagana na kagaya ng isang “pacemaker for the brain” na parehong nagmamasid sa electrical activity ng utak habang nagbibigay din ito ng electrical stimulation at nagtatala ng mga datos kapag natukoy nito ang mga senyales ng panginginig (seizure).

Higit na nakatutulong ito para maiwasan ang mga nakapagpapahinang seizures sa mga neurological patients, lalo na’t ang mga senyales o electrical signatures na ito bago mangyari ang isang seizure ay sobrang banayad kaya’t mahirap din tukuyin ang kalakasan at kadalasan na nararapat para mapigilan ang seizure.

“Significant reduction in both cost and duration can potentially lead to greatly improved outcomes and accessibility,” ang dagdag pa ni Muller.

Idinisenyo ng mga siyentipiko ng Cortera Neurotechnologies sa pangunguna ni Muller ang custom integrated circuits ng WAND.

Maliban sa pagiging wireless ng device ay autonomous din ito, at dahil dito ay pinag-aaralan nito ang mga senyales ng seizures at kapag nakilala na nito ang mga senyales ay kusa nitong ina-adjust ang stimulation parameters (real-time) para matagumpay na mapigilan ang seizures.

May kakayahan itong magtala ng electrical activity sa 128 channels (from 128 points in the brain) kaysa sa mga nauna nang mga close-loop devices na nagtatala ng datos ng walong channels lamang.

Ani Muller, ilalagay ang dalawang chips (embedded in a chassis) sa labasan ng ulo kung saan ang bawat chip ay inoobserbahan ang electrical activity ng 64 electrodes na nasa utak kasabay ng electric stimulation nito.

Problema rin ng mga brain stimulators ngayon ay ang kawalang kakayahan nito na makapagbigay ng stimulation na kasabay ng recording.

“Because we can actually stimulate and record in the same brain region, we know exactly what is happening when we are providing a therapy,” ang dagdag pa ni Muller ukol dito.

“While delaying reaction time is something that has been demonstrated before, this is, to our knowledge, the first time that it has been demonstrated in a closed-loop system based on a neurological recording only.”

Sa kolaborasyon ng grupo ni Muller sa laboratory ni professor Jan Rabaey (electrical engineering and computer science), nabuo nila ang platform device na magiging kapaki-pakinabang din sa iba-ibang klase ng research at clinical applications dahil sa wireless at close-loop computational capabilities nito.

“In the future we aim to incorporate learning into our closed-loop platform to build intelligent devices that can figure out how to best treat you, and remove the doctor from having to constantly intervene in this process,” ang tugon pa ni Muller sa mga susunod na hakbang ng kanyang grupo.