Implant mózgowy umożliwia niezwykły powrót do zdrowia pacjentów z poważnym uszkodzeniem mózgu

Życie młodej kobiety, która miała 21 lat, wywróciło się do góry nogami po uderzeniu w głowę i poważnym uszkodzeniu mózgu w wyniku niszczycielskiego wypadku drogowego.

Od tego czasu żyje z konsekwencjami, starając się skupić na tyle długo, aby wykonać proste codzienne zadania. Łączenie wielu obowiązków było prawie niemożliwe. Pamięć jej zaniknie. Słowa utknęły jej na końcu języka. Wydawało się, że jej ciało ma własny rozum. Ciągły ruch, trudno było usiedzieć w miejscu. Depresja i niepokój zaćmiły jej umysł.

Osiemnaście lat później przeszła operację, która po raz kolejny odmieniła jej życie. Po dokładnym zmapowaniu jej mózgu chirurdzy wszczepili elektrody głęboko we wzgórze. Zbudowane z dwóch bulwiastych struktur – po jednej na każdej półkuli – wzgórze jest Wielką Centralną Stacją mózgu, a jej połączenia sięgają daleko w wiele regionów. Stymulator wszczepiony w pobliżu obojczyka automatycznie aktywował implant nerwowy na 12 godzin dziennie.

Wyniki były uderzające. W ciągu zaledwie trzech miesięcy jej wyniki poprawiły się w standardowym teście mierzącym niezliczone funkcje poznawcze. Po raz pierwszy od kilkudziesięciu lat nie czuła się już przytłoczona całym dniem. Zaczęła kochać czytanie i inne hobby.

„Po prostu… chcę pomyśleć” – powiedziała badaczom. „Używam umysłu… nie wiem dlaczego, po prostu mnie to śmieszy, ale zadziwia mnie, że lubię robić te rzeczy”.

Kobieta, znana jako P1, brała udział w ok mała, ambitna próba starając się odwrócić problemy poznawcze spowodowane urazami mózgu. Prowadzone przez dr Jaimie Henderson z Uniwersytetu Stanforda, badanie kliniczne zrekrutowali sześć osób, aby sprawdzić, czy elektryczna stymulacja wzgórza przywróciła uczestnikom zdolność logicznego rozumowania, planowania i skupiania się na danym zadaniu.

Średnio wyniki pięciu uczestników poprawiły się aż o 52 procent, znacznie przekraczając skromne cele zespołu ponad pięciokrotnie. Ponieważ stymulacja jest automatyczna, ochotnicy zajęli się swoimi codziennymi obowiązkami, podczas gdy implant pod maską zaczął działać terapeutycznie.

Korzyści były zauważalne. Jeden z uczestników powiedział, że w końcu może skoncentrować się na programach telewizyjnych, podczas gdy wcześniej miał problemy z powodu krótkiego czasu skupienia uwagi. Inny powiedział, że może teraz śledzić wiele czynności i przełączać uwagę, na przykład kontynuować rozmowę podczas odkładania zakupów spożywczych.

Choć obiecująca, terapia wymaga operacji mózgu, co może być ryzykowne. Jeden uczestnik wycofał się w połowie z powodu infekcji. Ale dla tych, którzy tolerowali terapię, była to zmiana życia nie tylko dla nich, ale także dla ich rodzin.

„Odzyskałem córkę. To cud” – powiedział członek rodziny P1.

Głębokie tunelowanie

Głęboka stymulacja mózgu, będąca podstawą terapii, ma długą historię.

Pomysł jest prosty. Mózg opiera się na wielu obwodach pracujących w tandemie. Połączenia te mogą zostać przerwane z powodu choroby lub urazu, uniemożliwiając koordynację sygnałów elektrycznych i formułowanie myśli lub decyzji.

Jednym z rozwiązań jest połączenie uszkodzonych sieci mózgowych za pomocą implantu neuronowego. Dzięki wyrafinowanym implantom i sztucznej inteligencji możemy teraz uzyskać dostęp do drgań elektrycznych mózgu i rdzenia kręgowego, rozszyfrować ich zamiary i wykorzystać ten „kod neuronowy” do sterowania ramionami robotów lub umożliwienia paraliżował ludzi i uniemożliwiał im ponowne chodzenie.

Choć implanty te są potężne, często umieszcza się je w zewnętrznej warstwie mózgu lub wokół nerwów w rdzeniu kręgowym, do których jest stosunkowo łatwo dostępny.

Głęboka stymulacja mózgu stanowi wyzwanie, ponieważ celuje w obszary ukryte w mózgu. Technologia ta, wynaleziona w latach 1980. XX wieku w celu leczenia objawów motorycznych w chorobie Parkinsona, jest od tego czasu stosowana walczyć z depresją, za pomocą zaledwie kilku kapsułek łagodzących objawy u osób z ciężką depresją.

Nowe badanie opiera się na tych wynikach. Osoby z długotrwałym urazowym uszkodzeniem mózgu często mają problemy z nastrojem i zdolnością koncentracji, co utrudnia zrównoważenie wielu zadań bez bólu głowy i zmęczenia. Mają też trudności z usiedzeniem w miejscu.

Funkcje te są kontrolowane przez różne obszary mózgu. Ale jednym z najważniejszych ogniw jest wzgórze – węzeł łączący regiony wspierające uwagę, nastrój i ruch. Wzgórze składa się z dwóch cebulek w kształcie czosnku, każda umiejscowiona w półkulach mózgu, które koordynują sygnały z całego mózgu. Główną stację przekaźnikową zmysłów, nazwano „bramą do świadomości”.

Poprzednie badania na myszach wykazały, że część wzgórza jest potencjalnym ośrodkiem terapeutycznym w przypadku urazowego uszkodzenia mózgu. Inne badania to wykazały stymulacja regionu była bezpieczna u osób z minimalną świadomością i pomógł im wyzdrowieć. To właśnie ten region był celem nowego badania.

Odrywanie się

Zespół zawęził grupę ponad 400 ochotników do zaledwie sześciu – czterech mężczyzn i dwóch kobiet z objawami urazowego uszkodzenia mózgu o nasileniu od umiarkowanego do ciężkiego. Przed operacją przeszli wiele testów, aby ocenić ich podstawowe zdolności poznawcze, nastrój i ogólne nastawienie do życia.

Każdy uczestnik miał tzw dostępny w handlu neurostymulator wszczepione do wzgórza w obu półkulach mózgu. Aby wykryć potencjalne wczesne skutki implantacji, przydzielono ich do trzech grup na podstawie tego, jak szybko implant został włączony po operacji.

Uczestnicy eksperymentowali z różnymi wzorami zappingu przez dwa tygodnie. Podobnie jak podczas przewijania playlist w Spotify, każdy w końcu znalazł wzór zoptymalizowany pod kątem swojego układu nerwowego: czas i intensywność stymulacji pozwoliły im myśleć jaśniej i czuć się lepiej, przy minimalnych skutkach ubocznych. Następnie implant stymulował wzgórze przez 12 godzin dziennie przez trzy miesiące.

Wyniki były imponujące. Ogólnie rzecz biorąc, stan uczestników poprawił się od 15 do 52 procent, co mierzono za pomocą tego samego testu poznawczego, który był stosowany w ich badaniu wyjściowym. Stan dwóch pacjentów, w tym P1, poprawił się na tyle, że nie spełniali już diagnozy niższej i umiarkowanej niepełnosprawności. Ten wzrost zdolności umysłowych sugeruje, że uczestnicy mogą zająć się pracą i ponownie nawiązać kontakt z przyjaciółmi i rodziną przy minimalnym wysiłku, jak napisał zespół w badaniu.

Kolejny test wstrzymał stymulację u garstki uczestników na prawie miesiąc. Ani badacze, ani uczestnicy początkowo nie wiedzieli, czyje implanty zostały wyłączone. W ciągu kilku tygodni dwóch pacjentów zauważyło, że czuje się znacznie gorzej i wycofało się z badania. Z trzech pozostałych osób stan dwóch osób po włączeniu stymulatora poprawił się, a u jednej pogorszył. Dalsze badanie wykazało, że implant błędnie uderzał w mózg niereagującego pacjenta, choć powinien był być wyłączony.

Chociaż skutki uboczne były minimalne, leczenie nie zakłóciło życia uczestnika. Zapping spowodował u kilku osób dziwną pracę mięśni szczęki. P1 na przykład zauważyła, że ​​niewyraźnie wypowiadała słowa przy najwyższej intensywności stymulacji. Inna osoba miała problemy z utrzymaniem się w bezruchu, a u niektórych wystąpiły zmiany nastroju.

Badanie jest jeszcze na wczesnym etapie i wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Na przykład, czy leczenie działa niezależnie od miejsca uszkodzenia mózgu? Ochotnicy byli badani jedynie przez trzy miesiące po operacji, co oznacza, że ​​ewentualna długoterminowa poprawa pozostaje tajemnicą. To powiedziawszy, wielu uczestników zgodziło się zachować implanty i wziąć udział w przyszłych badaniach.

Mimo tych zastrzeżeń uczestnicy i ich bliscy byli wdzięczni. „To dla nas niezwykle ważne” – powiedział członek rodziny P1. „Nigdy bym w to nie uwierzył. To przekracza moje nadzieje i oczekiwania. Ktoś ponownie włączył światła.

Kredytowych Image: Narodowy Instytut Zdrowia Psychicznego, Narodowe Instytuty Zdrowia

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://singularityhub.com/2023/12/04/brain-implant-sparks-remarkable-recovery-in-patients-with-severe-brain-injury/