ایمپلنت مغزی جرقه بهبود قابل توجهی را در بیماران مبتلا به آسیب مغزی شدید ایجاد کرد

زندگی یک زن جوان در سن 21 سالگی پس از اصابت ضربه به سر و آسیب شدید مغزی در جریان یک حادثه رانندگی ویرانگر زیر و رو شد.

او از آن زمان با عواقب آن زندگی می کند و تلاش می کند تا به اندازه کافی تمرکز کند تا کارهای ساده روزمره را انجام دهد. شعبده بازی چند کار تقریبا غیرممکن بود. حافظه اش از بین می رفت. کلمات روی نوک زبانش گیر می کردند. به نظر می‌رسید که بدن او ذهن خودش را دارد. مدام در حال حرکت، آرام نشستن سخت بود. افسردگی و اضطراب ذهنش را تیره کرده بود.

هجده سال بعد، او تحت عمل جراحی قرار گرفت که دوباره زندگی او را تغییر داد. پس از نقشه برداری دقیق از مغز او، جراحان الکترودهایی را در عمق تالاموس کاشتند. تالاموس که از دو ساختار پیازی - یکی در هر نیمکره - ساخته شده است، ایستگاه مرکزی بزرگ مغز است که اتصالات آن در مناطق مختلف بسیار گسترده است. یک محرک که در نزدیکی استخوان یقه او کاشته شد، به طور خودکار ایمپلنت عصبی را به مدت 12 ساعت در روز فعال می کرد.

نتایج قابل توجه بود. تنها در سه ماه، نمرات او در یک آزمون استاندارد که تعداد بیشماری از عملکردهای شناختی را اندازه گیری می کرد، بهبود یافت. برای اولین بار پس از چند دهه، او دیگر در طول روز احساس غرق شدن نمی کرد. او شروع به خواندن و سایر سرگرمی ها کرد.

او به محققان گفت: "من فقط می خواهم فکر کنم." "من دارم از ذهنم استفاده می کنم... نمی دانم چرا، فقط باعث خنده ام می شود، اما برای من شگفت انگیز است که از انجام این کارها لذت می برم."

این زن که به P1 معروف است، در یک آزمایشی کوچک و جاه طلبانه به دنبال معکوس کردن مشکلات شناختی ناشی از آسیب های مغزی است. به رهبری دکتر جیمی هندرسون در دانشگاه استنفورد، کارآزمایی بالینی شش نفر را استخدام کردند تا ببینند که آیا تحریک الکتریکی تالاموس توانایی شرکت کنندگان در استدلال منطقی، برنامه ریزی و تمرکز بر روی یک کار معین را بازیابی می کند یا خیر.

به طور متوسط، نمرات پنج نفر از شرکت کنندگان تا 52 درصد بهبود یافتند، که بسیار بهتر از اهداف متوسط ​​تیم بیش از پنج برابر بود. از آنجایی که تحریک خودکار است، داوطلبان به زندگی روزمره خود ادامه دادند، زیرا ایمپلنت اثرات درمانی خود را در زیر کاپوت انجام داد.

مزایای قابل توجه بود. یکی از شرکت‌کنندگان گفت که بالاخره می‌توانست روی برنامه‌های تلویزیونی تمرکز کند، در حالی که قبلاً به دلیل توجه کوتاه با مشکل مواجه بود. دیگری گفت که اکنون می تواند چندین فعالیت را ردیابی کند و توجه خود را تغییر دهد - مانند ادامه مکالمه و کنار گذاشتن مواد غذایی.

در حالی که این درمان امیدوارکننده است، نیاز به جراحی مغز دارد که می تواند خطرناک باشد. یکی از شرکت کنندگان به دلیل عفونت در نیمه راه کنار رفت. اما برای کسانی که این درمان را تحمل کردند، نه تنها برای آنها، بلکه برای خانواده‌هایشان زندگی را تغییر داد.

"من دخترم را پس گرفتم. یکی از اعضای خانواده P1 گفت: این یک معجزه است.

تونل زنی عمیق

تحریک عمیق مغز، هسته اصلی درمان، سابقه طولانی دارد.

ایده ساده است. مغز متکی به مدارهای متعددی است که پشت سر هم کار می کنند. این اتصالات ممکن است به دلیل بیماری یا آسیب قطع شود و سیگنال های الکتریکی را برای هماهنگ کردن و شکل دادن به افکار یا تصمیمات غیرممکن می کند.

یک راه حل این است که شبکه های شکسته مغز را با ایمپلنت عصبی پل بزنید. به لطف ایمپلنت‌های پیچیده و هوش مصنوعی، اکنون می‌توانیم به پچ پچ الکتریکی مغز و نخاع ضربه بزنیم، هدف آن‌ها را رمزگشایی کنیم و از این «کد عصبی» برای هدایت بازوهای رباتیک استفاده کنیم یا اجازه دهیم. مردم را فلج کرد تا دوباره راه بروند.

اگرچه این ایمپلنت‌ها قدرتمند هستند، اما اغلب روی لایه بیرونی مغز یا اطراف اعصاب نخاع قرار می‌گیرند که دسترسی نسبتاً آسانی دارند.

تحریک عمیق مغز یک چالش است زیرا نواحی مدفون در مغز را هدف قرار می دهد. این فناوری که در دهه 1980 برای درمان علائم حرکتی در بیماری پارکینسون اختراع شد، از آن زمان تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است. برای مبارزه با افسردگی، فقط با چند زاپ علائم را در افراد افسرده شدید کاهش می دهد.

مطالعه جدید مبتنی بر این نتایج است. افراد مبتلا به آسیب‌های مغزی طولانی‌مدت معمولاً با خلق و خوی و دامنه توجه دست و پنجه نرم می‌کنند، که تعادل چند کار را بدون سردرد و خستگی دشوار می‌کند. آنها همچنین برای یک جا نشستن تلاش می کنند.

این عملکردها توسط نواحی مختلف مغز کنترل می شوند. اما یک پیوند مهم تالاموس است، مرکزی که مناطقی را که از توجه، خلق و خو و حرکت حمایت می کنند، به هم متصل می کند. تالاموس از دو پیاز سیر شکل تشکیل شده است که هر کدام در نیمکره های مغز قرار گرفته اند و سیگنال ها را از سراسر مغز هماهنگ می کنند. یک ایستگاه رله حسی اصلی، به آن "دروازه آگاهی" لقب گرفته است.

مطالعات قبلی روی موش‌ها بخشی از تالاموس را به عنوان یک مرکز درمانی بالقوه برای آسیب‌های مغزی مشخص کرده بود. مطالعات دیگر نشان داد که تحریک منطقه امن بود در افراد با حداقل هوشیاری و کمک به بهبودی آنها. این منطقه ای است که مطالعه جدید مورد هدف قرار گرفته است.

دور زدن

این تیم بیش از 400 داوطلب را به شش نفر محدود کرد - چهار مرد، دو زن با علائم آسیب مغزی متوسط ​​تا شدید. قبل از جراحی، آزمایش‌های متعددی برای سنجش توانایی‌های شناختی پایه، خلق و خو و دیدگاه کلی آنها از زندگی انجام شد.

هر شرکت کننده یک محرک عصبی موجود در بازار در تالاموس آنها در هر دو نیمکره مغز کاشته شد. برای دریافت اثرات اولیه احتمالی پس از کاشت، آنها به سه گروه بر اساس مدت زمان روشن شدن ایمپلنت پس از جراحی تقسیم شدند.

شرکت کنندگان به مدت دو هفته الگوهای زاپینگ مختلف را آزمایش کردند. مانند پیمایش در لیست‌های پخش Spotify، هرکدام در نهایت الگوی بهینه‌سازی شده برای آرایش عصبی خود پیدا کردند: زمان و شدت تحریک به آن‌ها اجازه می‌دهد واضح‌تر فکر کنند و احساس بهتری داشته باشند، با حداقل عوارض جانبی. سپس ایمپلنت تالاموس آنها را 12 ساعت در روز به مدت سه ماه تحریک کرد.

نتایج چشمگیر بود. به طور کلی، شرکت کنندگان بین 15 تا 52 درصد بهبود یافتند که توسط همان آزمون شناختی مورد استفاده برای شروع آنها اندازه گیری شد. دو بیمار، از جمله P1، به حدی بهبود یافتند که دیگر تشخیص ناتوانی متوسط ​​پایین‌تر را نداشتند. این تیم در این مطالعه نوشت: این افزایش ظرفیت ذهنی نشان می‌دهد که شرکت‌کنندگان می‌توانند با کمترین مشکل به کار و ارتباط مجدد با دوستان و خانواده خود بپردازند.

آزمایش دیگری تحریک را در تعداد انگشت شماری از شرکت کنندگان به مدت نزدیک به یک ماه متوقف کرد. نه محققان و نه شرکت‌کنندگان در ابتدا نمی‌دانستند که ایمپلنت‌های چه کسی خاموش شده است. در عرض چند هفته، دو بیمار متوجه شدند که احساس بسیار بدتری دارند و از آزمایش منصرف شدند. از سه نفر باقیمانده، دو نفر با روشن شدن محرک بهبود یافتند - و یکی بدتر شد. تحقیقات بیشتر نشان داد که ایمپلنت به اشتباه مغز بیمار غیر پاسخگو را در زمانی که باید خاموش می‌شد، از بین می‌برد.

اگرچه حداقل عوارض جانبی وجود داشت، اما این درمان زندگی شرکت‌کننده را مختل نکرد. زاپینگ باعث عجیب شدن عضله فک در چند نفر شد. به عنوان مثال، P1 متوجه شد که کلمات خود را در زمانی که بیشترین شدت تحریک را داشت، به زبان می آورد. شخص دیگری در ثابت ماندن مشکل داشت و برخی تغییرات خلقی را تجربه کردند.

مطالعه هنوز زود است و بسیاری از سوالات بی پاسخ مانده است. به عنوان مثال، آیا درمان بدون توجه به جایی که مغز آسیب دیده است، کار می کند؟ داوطلبان فقط سه ماه پس از جراحی مورد آزمایش قرار گرفتند، به این معنی که بهبودهای طولانی مدت، در صورت وجود، یک راز باقی می ماند. گفتنی است، چندین شرکت‌کننده برای حفظ ایمپلنت‌های خود و شرکت در مطالعات آینده امضا کردند.

حتی با وجود این اخطارها، شرکت کنندگان و عزیزانشان سپاسگزار بودند. یکی از اعضای خانواده P1 گفت: "این برای ما بسیار عمیق است." "من هرگز آن را باور نمی کردم. فراتر از امیدهای من، فراتر از انتظار است. یکی دوباره چراغ ها را روشن کرد.»

تصویر های اعتباری: موسسه ملی سلامت روان، موسسه ملی بهداشت

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://singularityhub.com/2023/12/04/brain-implant-sparks-remarkable-recovery-in-patients-with-severe-brain-injury/