革新的な脳インプラントはパーキンソン病の治療を改善する可能性があります
脳の信号を「聞く」新しいスマートなインプラントは、てんかんやパーキンソン病などの他の神経学的状態の治療に役立つ可能性があります。
医師は神経刺激を使用して、てんかん、脳卒中の影響、さらにはうつ病などのさまざまな状態を治療します。この治療には、脳と中枢神経系の活動を制御するために電気インパルスを送信する特別なデバイスを使用することが含まれます。
医師は、パーキンソン病の症状、つまり身体のバランスや手足の動きを動かしたり調整したりする能力に影響を与える神経学的状態を改善するために、この手法を使用することもあります。
ただし、神経学的状態の治療に現在利用可能な神経刺激装置は、脳活動を刺激すると同時にそれを記録することはできません。
現在、カリフォルニア大学（UC）の専門家であるバークレー校は、これを達成できると思われる新しい洗練された神経刺激装置を開発しました。てんかん、パーキンソン病、その他の症状の治療を改善する可能性があります。
研究チームは、このデバイスを「ワイヤレスアーティファクトのない神経調節デバイス」の略である「WAND」と名付けました。 WANDには2つの小さな外部コントローラーがあり、それぞれが脳内にある64個の電極を監視します。
このデバイスは、脳内の電気的活動を監視し、発作または震えの存在を示す異常な信号を識別することを学ぶことができます。その後、WANDは、脳内の電気信号を変調して、そのようなイベントや症状を防ぐのに役立ちます。
脳内の最大8点からの電気的活動しか記録できない同様の既存のデバイスとは異なり、WANDは128の異なるチャネルからの活動を追跡できます。
新しいデバイスは費用と時間の効率が良い
彼らの研究論文では、 ネイチャーバイオメディカルエンジニアリング 研究者らは、将来、WANDが発作を起こしたり、さまざまな神経学的状態で生活している人々の生活を改善するのに役立つ可能性があると発表しました。
「患者に適切な治療法を見つけるプロセスは非常に費用がかかり、何年もかかる可能性があります」と、研究者の1人であるリッキーミュラー助教授は説明します。
「コストと期間の両方を大幅に削減すると、結果とアクセシビリティが大幅に向上する可能性があります。私たちは、デバイスが特定の患者に刺激を与えて最良の結果をもたらすための最良の方法を理解できるようにしたいと考えています。そして、それは神経署名を聞いて記録することによってのみ行うことができます。」
リッキー・ミュラー
Mullerとチームは、アカゲザルを使用して動物モデルでWANDをテストし、デバイスが特定の腕の動きの脳信号を認識する方法と、同じ信号に作用する方法を示しました。
最近の実験では、研究者たちは、ジョイスティックを使用して画面上のカーソルを指定された場所に送信するように、WANDインプラントを備えたマカクに教えました。
しばらくすると、埋め込まれたデバイスは、マカクの手の動きに対応する神経信号を検出することを学びました。これらのパターンを特定すると、手の動きを遅らせる電気信号を送信することができました。
「反応時間の遅延は以前に実証されたものですが、これは私たちの知る限り、神経学的記録のみに基づく閉ループシステムで実証されたのは初めてです」とMuller氏は述べています。
「将来的には、学習を閉ループプラットフォームに組み込んで、あなたを最もよく治療する方法を見つけ出し、医師がこのプロセスに絶えず介入する必要をなくすことができるインテリジェントデバイスを構築することを目指しています」と彼女は付け加えます。
WANDの二重活動は治療を後押しする可能性があります
研究者たちは、現在利用可能な神経刺激装置は、脳内の特徴的な電気信号を検出することはできず、そのような信号を変調することもできないと説明しています。
これは、神経刺激装置が発する電気パルスが元の脳信号を「覆い隠し」、したがってそれらを事実上検出できないようにするためであると彼らは指摘している。
「パーキンソン病やてんかん、さまざまな神経障害を治療する人々にとって大きな目標である閉ループ刺激ベースの治療法を提供するには、神経記録と刺激の両方を同時に実行することが非常に重要です。これは現在、単一の商用デバイスではありません。研究の共著者であり、以前はカリフォルニア大学バークレー校の研究者であり、現在はテキサス大学オースティン校の助教授であるサマンササンタクルスは述べています。
他の神経刺激装置とは異なり、WANDデバイスは、脳が発する微妙な電気信号を記録すると同時に、障害のある信号を「修正」するためにより強いインパルスを送信できるカスタム集積回路を備えた独自の設計を備えています。
WANDのおかげで、「[b]同じ脳領域で実際に刺激して記録できるため、治療を提供しているときに何が起こっているかを正確に把握できます」とMuller氏は述べています。
