Aivoimplantti parantaa huomattavaa toipumista potilailla, joilla on vakava aivovamma

21-vuotiaana nuoren naisen elämä kääntyi päälaelleen saatuaan iskun päähän ja vakavan aivovamman tuhoisessa liikenneonnettomuudessa.

Hän on elänyt seurausten kanssa siitä lähtien, ja hänellä on vaikeuksia keskittyä tarpeeksi kauan yksinkertaisten arjen tehtävien suorittamiseen. Useiden töiden jongleeraaminen oli lähes mahdotonta. Hänen muistinsa lipsahti. Sanat jäisivät hänen kielensä kärkeen. Hänen ruumiillaan näytti olevan oma mieli. Jatkuvasti liikkeessä oli vaikea istua paikallaan. Masennus ja ahdistus sumensivat hänen mielensä.

Kahdeksantoista vuotta myöhemmin hänelle tehtiin leikkaus, joka muutti jälleen hänen elämänsä. Kartattuaan hänen aivonsa huolellisesti, kirurgit istuttivat elektrodit syvälle talamukseen. Talamus koostuu kahdesta sipulimaisesta rakenteesta – yksi kummallakin pallonpuoliskolla – aivojen suuri keskusasema, jonka yhteydet ulottuvat kauas ja laajalle useille alueille. Hänen kaulusluunsa lähelle istutettu stimulaattori aktivoi hermoimplanttia automaattisesti 12 tunniksi päivässä.

Tulokset olivat silmiinpistäviä. Vain kolmessa kuukaudessa hänen pisteet paranivat standarditestissä, jossa mitattiin lukemattomia kognitiivisia toimintoja. Ensimmäistä kertaa vuosikymmeniin hän ei enää tuntenut itsensä ylikuormitukseksi koko päivän aikana. Hän alkoi rakastaa lukemista ja muita harrastuksia.

"Minä vain – haluan ajatella", hän sanoi tutkijoille. "Käytän mieltäni… en tiedä miksi, se vain naurattaa minua, mutta minusta on hämmästyttävää, että nautin näiden asioiden tekemisestä."

Nainen, joka tunnetaan nimellä P1, osallistui a pieni, kunnianhimoinen oikeudenkäynti pyrkivät korjaamaan aivovammojen aiheuttamia kognitiivisia ongelmia. Tohtori Jaimie Hendersonin johdolla Stanfordin yliopistosta, kliiniseen tutkimukseen rekrytoi kuusi henkilöä katsomaan, palauttaako talamuksen sähköinen stimulointi osallistujien kyvyn loogisesti päätellä, tehdä suunnitelmia ja keskittyä tiettyyn tehtävään.

Keskimäärin viiden osallistujan pisteet paranivat jopa 52 prosenttia, mikä ylitti selvästi joukkueen vaatimattomat tavoitteet yli viisinkertaisesti. Koska stimulaatio on automaattinen, vapaaehtoiset jatkoivat jokapäiväistä elämäänsä implantin vaikuttaessa terapeuttisiin vaikutuksiinsa konepellin alla.

Edut olivat huomattavia. Eräs osallistuja kertoi voivansa vihdoin keskittyä televisio-ohjelmiin, kun taas aiemmin hänellä oli vaikeuksia lyhyen huomiokyvyn takia. Toinen sanoi, että hän voi nyt seurata useita toimintoja ja vaihtaa huomioita – kuten jatkaa keskustelua ja laittaa ruokaostokset pois.

Vaikka terapia on lupaava, se vaatii aivoleikkausta, mikä voi olla riskialtista. Yksi osallistuja vetäytyi puolivälissä tartunnan vuoksi. Mutta niille, jotka ovat sietäneet terapiaa, se on ollut elämänmuutos ei vain heille, vaan heidän perheilleen.

"Sain tyttäreni takaisin. Se on ihme", sanoi P1:n perheenjäsen.

Tunnelointi syvä

Syvällä aivostimulaatiolla, terapian ytimellä, on pitkä historia.

Idea on yksinkertainen. Aivot luottavat useisiin rinnakkain toimiviin piireihin. Nämä yhteydet voivat katketa ​​sairauden tai vamman vuoksi, jolloin sähkösignaalit eivät voi koordinoida ja muodostaa ajatuksia tai päätöksiä.

Yksi ratkaisu on sillata katkenneet aivoverkot hermoimplantilla. Kehittyneiden implanttien ja tekoälyn ansiosta voimme nyt hyödyntää aivojen ja selkäytimen sähköistä puhetta, purkaa niiden tarkoitusta ja käyttää tätä "hermokoodia" ohjaamaan robottikäsiä tai sallimaan halvaantuneet ihmiset kävelemään uudelleen.

Vaikka nämä implantit ovat tehokkaita, ne istuvat usein aivojen ulkokerroksessa tai selkäytimen hermojen ympärillä, joihin on suhteellisen helppo päästä käsiksi.

Aivojen syvästimulaatio on haaste, koska se kohdistuu aivojen sisään haudattuihin alueisiin. 1980-luvulla Parkinsonin taudin motoristen oireiden hoitoon keksittyä tekniikkaa on sittemmin käytetty. taistelemaan masennuksesta, vain muutamalla iskulla helpottaa vakavasti masentuneiden oireita.

Uusi tutkimus perustui näihin tuloksiin. Ihmiset, joilla on pitkäaikainen traumaattinen aivovamma, kamppailevat usein mielialan ja keskittymiskyvyn kanssa, mikä vaikeuttaa useiden tehtävien tasapainottamista ilman päänsärkyä ja väsymystä. Heillä on myös vaikeuksia istua paikallaan.

Näitä toimintoja ohjaavat aivojen eri alueet. Mutta yksi kriittinen linkki on talamus, keskus, joka yhdistää alueet, jotka tukevat huomiota, mielialaa ja liikettä. Talamus koostuu kahdesta valkosipulin muotoisesta sipulista, jotka kumpikin sijaitsevat aivojen pallonpuoliskolla ja jotka koordinoivat signaaleja aivojen toiselta puolelta. Tärkeä aistinvälitysasema, sitä on kutsuttu "portiksi tietoisuuteen".

Aiemmat hiirillä tehdyt tutkimukset osoittivat osan talamuksesta mahdolliseksi terapeuttiseksi keskukseksi traumaattiselle aivovauriolle. Muut tutkimukset havaitsivat sen alueen stimulointi oli turvallista ihmisillä, joilla on vähäinen tajunta, ja auttoi heitä toipumaan. Tälle alueelle uusi tutkimus kohdistui.

Zapping Away

Tiimi rajasi yli 400 vapaaehtoista vain kuuteen – neljään mieheen, kahdelle naiselle, joilla oli kohtalaisia ​​tai vakavia traumaattisia aivovamman oireita. Ennen leikkausta heille annettiin useita testejä, joilla mitattiin heidän kognitiivisia kykyjään, mielialaansa ja yleistä elämänkatsomustaan.

Jokaisella osallistujalla oli a kaupallisesti saatavilla oleva neurostimulaattori istutettu talamukseen molemmille aivopuoliskoille. Implantoinnin jälkeisten mahdollisten varhaisten vaikutusten havaitsemiseksi heidät jaettiin kolmeen ryhmään sen perusteella, kuinka pian implantti otettiin käyttöön leikkauksen jälkeen.

Osallistujat kokeilivat erilaisia ​​kaappauskuvioita kahden viikon ajan. Kuten Spotify-soittolistoja selaamalla, jokainen löysi lopulta heidän hermorakenteensa mukaan optimoidun mallin: stimulaation ajoitus ja voimakkuus mahdollistivat heidän ajattelunsa selkeämmin ja tunteen olonsa paremmaksi minimaalisilla sivuvaikutuksilla. Implantti stimuloi sitten heidän talamusta 12 tuntia päivässä kolmen kuukauden ajan.

Tulokset olivat vaikuttavia. Kaiken kaikkiaan osallistujat paranivat 15–52 prosenttia samalla kognitiivisella testillä mitattuna, jota käytettiin heidän lähtötasoonsa. Kaksi potilasta, mukaan lukien P1, parani niin paljon, että he eivät enää täyttäneet diagnoosia alhaisemmasta kohtalaisesta vammaisuudesta. Tämä henkisen kapasiteetin kohentuminen viittaa siihen, että osallistujat voivat käsitellä työtä ja saada yhteyden ystäviin ja perheeseen minimaalisella vaivalla, tiimi kirjoitti tutkimuksessa.

Toinen testi pysäytti stimulaation muutamassa osallistujassa lähes kuukaudeksi. Tutkijat tai osallistujat eivät aluksi tienneet, kenen implantit olivat pois päältä. Viikkojen sisällä kaksi potilasta huomasi olonsa paljon huonommaksi ja vetäytyi testistä. Kolmesta jäljellä olevasta ihmisestä kaksi paransi - ja yksi paheni - stimulaattorin ollessa päällä. Lisätutkimukset osoittivat, että implantti häiritsi virheellisesti reagoimattoman potilaan aivoja, vaikka se olisi pitänyt sammuttaa.

Vaikka sivuvaikutuksia oli vähän, hoito ei häirinnyt osallistujan elämää. Tyhjennys aiheutti leuan lihaksen outoa muutamissa ihmisissä. Esimerkiksi P1 havaitsi, että hän hämmensi sanansa ollessaan korkeimmalla stimulaation intensiteetillä. Toisella henkilöllä oli vaikeuksia pysyä paikallaan, ja jotkut kokivat mielialan muutoksia.

Tutkimus on vielä alussa, ja monet kysymykset ovat vaille vastauksia. Toimiiko hoito esimerkiksi aivovaurion paikasta riippumatta? Vapaaehtoisia testattiin vain kolmen kuukauden ajan leikkauksen jälkeen, mikä tarkoittaa, että mahdolliset pidemmän aikavälin parannukset jäävät mysteeriksi. Useat osallistujat ilmoittautuivat kuitenkin pitämään implanttinsa ja osallistumaan tuleviin tutkimuksiin.

Näistäkin huomautuksista huolimatta osallistujat ja heidän läheisensä olivat kiitollisia. "Se on meille niin syvällistä", P1:n perheenjäsen sanoi. "En olisi koskaan uskonut sitä. Se ylittää toiveeni, odotukseni. Joku sytytti valot takaisin."

Kuva pistetilanne: National Institute of Mental Health, National Institutes of Health

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://singularityhub.com/2023/12/04/brain-implant-sparks-remarkable-recovery-in-patients-with-severe-brain-injury/