Az agyimplantátum figyelemre méltó felépülést eredményez a súlyos agysérülésben szenvedő betegeknél

21 évesen egy fiatal nő élete fenekestül felfordult, miután egy pusztító közlekedési baleset során fejen kapott ütést és súlyos agysérülést.

Azóta is együtt él a következményekkel, és nem tud elég sokáig koncentrálni ahhoz, hogy elvégezze az egyszerű mindennapi feladatokat. A több házimunkával való zsonglőrködés szinte lehetetlen volt. Az emlékezete megcsúszott. A szavak megakadtak a nyelve hegyén. Úgy tűnt, a testének megvan a saját elméje. Állandó mozgásban volt, nehéz volt nyugodtan ülni. A depresszió és a szorongás elhomályosította az elméjét.

Tizennyolc évvel később egy műtéten esett át, amely ismét megváltoztatta az életét. Miután gondosan feltérképezték az agyát, a sebészek elektródákat ültettek be mélyen a talamuszba. A két hagymás szerkezetből – mindkét féltekén egy-egy – a talamusz az agy központi központi állomása, kapcsolatai messzire és szélesre nyúlnak át több régión keresztül. A gallércsontjához beültetett stimulátor automatikusan aktiválta az idegimplantátumot napi 12 órára.

Az eredmények feltűnőek voltak. Mindössze három hónap alatt javultak a pontszámai egy standard teszten, amely számtalan kognitív funkciót mért. Évtizedek óta először nem érezte magát túlterhelve egész napján. Megszerette az olvasást és más hobbit.

„Csak… gondolkodni akarok” – mondta a kutatóknak. „Az eszemet használom… nem tudom, miért, csak megnevettet, de csodálatos számomra, hogy élvezem ezeket a dolgokat.”

A P1 néven ismert nő részt vett a kicsi, ambiciózus tárgyalás az agysérülésekből eredő kognitív zavarok visszafordítására törekszenek. Dr. Jaimie Henderson vezetésével a Stanford Egyetemen, a klinikai vizsgálat hat embert toboroztak, hogy megnézzék, a thalamus elektromos stimulálása visszaadja-e a résztvevők logikus érvelését, tervezését és egy adott feladatra való összpontosítását.

Átlagosan öt résztvevő pontszáma akár 52 százalékkal is javult, ami messze felülmúlja a csapat szerény céljait, több mint ötszörösére. Mivel a stimuláció automatikus, az önkéntesek folytatták mindennapi életüket, miközben az implantátum a motorháztető alatt fejtette ki terápiás hatását.

Az előnyök észrevehetőek voltak. Az egyik résztvevő azt mondta, hogy végre a tévéműsorokra tud koncentrálni, míg korábban a rövid figyelem miatt küzdött. Egy másik azt mondta, hogy immár több tevékenységet is nyomon tud követni, és át tudja váltani a figyelmet – például a beszélgetést, miközben elrakja az élelmiszereket.

Bár ígéretes, a terápia agyműtétet igényel, ami kockázatos lehet. Az egyik résztvevő félúton lépett vissza fertőzés miatt. De azok számára, akik tolerálták a terápiát, nemcsak nekik, hanem családjuknak is megváltoztatták az életüket.

„Visszakaptam a lányomat. Ez egy csoda” – mondta P1 családjának egyik tagja.

Tunneling Deep

A mély agyi stimuláció, a terápia magja, hosszú múltra tekint vissza.

Az ötlet egyszerű. Az agy több, párhuzamosan működő áramkörre támaszkodik. Ezek a kapcsolatok betegség vagy sérülés miatt megszakadhatnak, lehetetlenné téve az elektromos jelek összehangolását és gondolatok vagy döntések kialakítását.

Az egyik megoldás a megszakadt agyi hálózatok áthidalása neurális implantátummal. A kifinomult implantátumoknak és a mesterséges intelligenciának köszönhetően immár megérinthetjük az agy és a gerincvelő elektromos fecsegését, dekódolhatjuk szándékukat, és ezzel az „idegi kóddal” robotkarokat hajthatunk, vagy bénult embereket, hogy újra járjanak.

Bár erősek, ezek az implantátumok gyakran az agy külső rétegén vagy a gerincvelő idegei körül helyezkednek el, amelyekhez viszonylag könnyen hozzá lehet férni.

A mély agyi stimuláció kihívást jelent, mivel az agyban eltemetett területeket célozza meg. Az 1980-as években a Parkinson-kór motoros tüneteinek kezelésére feltalált technológiát azóta alkalmazzák. leküzdeni a depressziót, mindössze néhány mozdulattal enyhíti a tüneteket a súlyosan depressziós betegeknél.

Az új tanulmány ezekre az eredményekre épült. A hosszan tartó traumás agysérülésben szenvedők gyakran küzdenek a hangulattal és a figyelemkimerüléssel, ami megnehezíti a több feladat egyensúlyát fejfájás és fáradtság nélkül. Nekik is nehezen ülnek nyugodtan.

Ezeket a funkciókat az agy különböző területei szabályozzák. De az egyik kritikus láncszem a thalamus, egy csomópont, amely összeköti a figyelmet, a hangulatot és a mozgást támogató régiókat. A talamusz két fokhagyma alakú izzóból áll, amelyek mindegyike az agy féltekéjében fészkelődik, és koordinálja az egész agyból érkező jeleket. Jelentős szenzoros közvetítőállomás, „a tudat kapujának” nevezték.

Az egereken végzett korábbi vizsgálatok a talamusz egy részét a traumás agysérülések lehetséges terápiás központjaként jelölték meg. Más tanulmányok azt találták a régió ösztönzése biztonságos volt minimális eszméletű emberekben, és segítette a felépülést. Ezt a régiót célozta meg az új tanulmány.

Zapping Away

A csapat több mint 400 önkéntesre szűkítette a létszámot mindössze hatra – négy férfira, két nőre, akiknek közepesen súlyos vagy súlyos traumás agysérülés tünetei vannak. A műtét előtt számos tesztet kaptak, hogy felmérjék kiindulási kognitív képességeiket, hangulatukat és általános életszemléletüket.

Minden résztvevőnek volt egy kereskedelmi forgalomban kapható neurostimulátor mindkét agyféltekében a talamuszukba ültetve. A beültetés utáni lehetséges korai hatások észlelése érdekében három csoportba sorolták őket aszerint, hogy milyen gyorsan kapcsolták be az implantátumot a műtét után.

A résztvevők két héten keresztül kísérleteztek különböző zúzási mintákkal. A Spotify lejátszási listáin való görgetéshez hasonlóan végül mindegyik talált az idegrendszerükhöz optimalizált mintát: A stimuláció időzítése és intenzitása lehetővé tette számukra, hogy tisztábban gondolkodjanak és jobban érezzék magukat, minimális mellékhatásokkal. Az implantátum ezután három hónapon keresztül napi 12 órában stimulálta a talamuszukat.

Az eredmények lenyűgözőek voltak. Összességében a résztvevők 15 és 52 százalék közötti javulást mutattak, ugyanazzal a kognitív teszttel mérve, amelyet az alapállapotukhoz használtak. Két beteg, köztük a P1, annyira javult, hogy már nem feleltek meg az alacsonyabb középsúlyos fogyatékosság diagnózisának. Ez a mentális kapacitásnövekedés azt sugallja, hogy a résztvevők minimális küzdelemmel tudnak megbirkózni a munkával és újra kapcsolatba lépni barátaikkal és családtagjaikkal – írta a kutatócsoport a tanulmányban.

Egy másik teszt közel egy hónapra leállította a stimulációt néhány résztvevőnél. Sem a kutatók, sem a résztvevők kezdetben nem tudták, kinek az implantátumait kapcsolták ki. Heteken belül két beteg észrevette, hogy sokkal rosszabbul érzi magát, és visszavonta a vizsgálatot. A fennmaradó három ember közül kettőnek javult – és egynek rosszabb lett – a stimulátor bekapcsolt állapotában. A további vizsgálatok megállapították, hogy az implantátum tévesen zúzta a nem reagáló páciens agyát, amikor azt ki kellett volna kapcsolni.

Bár minimális mellékhatások voltak, a kezelés nem zavarta meg a résztvevő életét. A zúzódás néhány embernél furcsaságot okozott az állkapocs izomzatában. P1 például azt tapasztalta, hogy a legnagyobb stimulációs intenzitáson eltorzította a szavait. Egy másik személynek nehézségei voltak a helyben maradással, és néhányan hangulati változásokat tapasztaltak.

A tanulmány még korai, és sok kérdés még megválaszolatlan. Például a kezelés attól függetlenül működik, hogy hol sérült az agy? Az önkénteseket csak a műtét után három hónapig tesztelték, ami azt jelenti, hogy a hosszabb távú javulás, ha van ilyen, továbbra is rejtély marad. Ennek ellenére több résztvevő jelentkezett be, hogy megtartsa implantátumát, és részt vegyen a jövőbeni vizsgálatokban.

A résztvevők és szeretteik még ezekkel a figyelmeztetésekkel is hálásak voltak. „Ez olyan mély számunkra” – mondta P1 családtagja. „Soha nem hittem volna. Ez meghaladja a reményeimet, minden várakozásomat. Valaki visszakapcsolta a lámpákat."

Kép: Országos Mentális Egészségügyi Intézet, Országos Egészségügyi Intézet

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://singularityhub.com/2023/12/04/brain-implant-sparks-remarkable-recovery-in-patients-with-severe-brain-injury/