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无线“大脑起搏器”可自动检测和预防癫痫发作

2019-01-09

  据外媒New Atlas报道,加州大学伯克利分校的研究人员开发出一种无线,自主的闭环神经刺激器。该设备被放置在大脑外部,监测大脑中的电活动,并通过电刺激进行干预以预防癫痫发作。

  被该团队称为WAND(无线,无伪影神经调节设备)的设备可记录大脑中最多128个点的活动,旨在快速学习和改进每位病人震颤或癫痫发作之前的各种信号模型。

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  重要的是,由于该设备是一个闭环系统,它能够记录大脑中的活动,即使它将电刺激发回其中,这使得该装置非常快速有效地确定哪种刺激最有效地阻止癫痫发作以及它们追踪的其他事件。如果没有像这样的实时反馈,医生可能需要数年才能对系统进行微调。

  闭环刺激疗法极难实现。Cortera Neurotechnologies的研究人员设法设计了一种能够测量来自大脑的全部信号和来自刺激器的强脉冲的集成电路,允许WAND设备从前者中减去后者,以获得清晰的信号,准确显示刺激实时对大脑产生的影响。

  1546597592716763.jpg  WAND设备被放置在脑部外部,位于定制机箱中。该团队通过一项研究证明了这一点,其中训练恒河猴使用操纵杆将光标移动到盒子中。该设备学习了猴子的手臂在使用操纵杆进行特定运动之前出现的大脑模式,然后成功开始干预神经刺激以延迟该运动,同时在整个过程中记录大脑活动。据研究人员所知,这是第一次证明闭环系统延迟了基于神经记录的反应时间。

  研究人员计划下一步升级WAND系统,使他们能够试验其神经刺激疗法,并根据实时数据改进自己的技术。“未来我们的目标是将学习融入我们的闭环平台,以构建能够找到最佳治疗方法的智能设备,并让医生不必经常干预这一过程,”Cortera的首席研究员Rikky Muller表示。