Implantul cerebral provoacă o recuperare remarcabilă la pacienții cu leziuni cerebrale severe

La 21 de ani, viața unei tinere a fost dată peste cap după ce a suferit o lovitură la cap și leziuni grave ale creierului în timpul unui accident de circulație devastator.

Ea a trăit cu consecințele de atunci, luptându-se să se concentreze suficient de mult pentru a îndeplini sarcinile simple de zi cu zi. Jonglerea cu mai multe treburi era aproape imposibilă. Memoria i-ar scăpa. Cuvintele i se vor bloca pe vârful limbii. Corpul ei părea să aibă o minte proprie. În continuă mișcare, era greu să stai nemișcat. Depresia și anxietatea i-au întunecat mintea.

Optsprezece ani mai târziu, ea a suferit o intervenție chirurgicală care i-a schimbat din nou viața. După ce i-au mapat cu atenție creierul, chirurgii i-au implantat electrozi adânc în talamus. Format din două structuri bulboase – câte una pe fiecare emisferă – talamusul este Marea Stație Centrală a creierului, conexiunile sale ajungând în multe regiuni în mai multe regiuni. Un stimulator, implantat lângă claviculă, a activat automat implantul neural timp de 12 ore pe zi.

Rezultatele au fost izbitoare. În doar trei luni, scorurile ei s-au îmbunătățit la un test standard care măsoară nenumărate funcții cognitive. Pentru prima dată în decenii, nu se mai simțea copleșită pe tot parcursul zilei. A început să iubească lectura și alte hobby-uri.

„Vreau doar să mă gândesc”, le-a spus ea cercetătorilor. „Îmi folosesc mintea… Nu știu de ce, doar mă face să râd, dar este uimitor pentru mine că îmi place să fac aceste lucruri.”

Femeia, cunoscută sub numele de P1, a participat la o proces mic, ambițios căutând să inverseze problemele cognitive de la leziunile cerebrale. Condus de Dr. Jaimie Henderson de la Universitatea Stanford, studiul clinic a recrutat șase persoane pentru a vedea dacă stimularea electrică a talamusului a restabilit capacitatea participanților de a raționa logic, de a face planuri și de a se concentra pe o anumită sarcină.

În medie, cinci dintre scorurile participanților s-au îmbunătățit cu până la 52 la sută, depășind cu mult obiectivele modeste ale echipei de peste cinci ori. Pentru că stimularea este automată, voluntarii și-au desfășurat viața de zi cu zi pe măsură ce implantul și-a lucrat efectele terapeutice sub capotă.

Beneficiile au fost vizibile. Un participant a spus că s-a putut concentra în sfârșit pe emisiunile TV, în timp ce anterior s-a luptat din cauza capacității scurte de atenție. Un altul a spus că acum ar putea urmări mai multe activități și să schimbe atenția, cum ar fi să țină o conversație în timp ce pune deoparte alimentele.

Deși promițătoare, terapia necesită o intervenție chirurgicală pe creier, care poate fi riscantă. Un participant s-a retras la jumătatea drumului din cauza infecției. Dar pentru cei care au tolerat terapia, aceasta a schimbat viața nu doar pentru ei, ci și pentru familiile lor.

„Mi-am luat fiica înapoi. Este un miracol”, a spus un membru al familiei lui P1.

Tunnel adânc

Stimularea profundă a creierului, nucleul terapiei, are o istorie lungă.

Ideea este simplă. Creierul se bazează pe mai multe circuite care lucrează în tandem. Aceste conexiuni se pot rupe din cauza bolii sau rănilor, făcând imposibilă coordonarea și formarea gândurilor sau deciziilor semnalelor electrice.

O soluție este să faci punte între rețelele cerebrale rupte cu un implant neuronal. Datorită implanturilor sofisticate și inteligenței artificiale, putem acum să accesăm vibrațiile electrice ale creierului și ale măduvei spinării, să le decodificăm intenția și să folosim acest „cod neural” pentru a conduce brațele robotizate sau a permite oamenii paralizați să meargă din nou.

Deși sunt puternice, aceste implanturi se așează adesea pe stratul exterior al creierului sau în jurul nervilor din măduva spinării, care sunt relativ ușor de accesat.

Stimularea profundă a creierului prezintă o provocare, deoarece vizează regiunile îngropate în interiorul creierului. Inventată în anii 1980 pentru a trata simptomele motorii din boala Parkinson, tehnologia a fost folosită de atunci pentru a lupta cu depresia, cu doar câteva zapsuri ameliorarea simptomelor la cei cu depresie severă.

Noul studiu s-a bazat pe aceste rezultate. Persoanele cu leziuni cerebrale traumatice pe termen lung se luptă adesea cu starea de spirit și capacitatea de atenție, ceea ce face dificilă echilibrarea sarcinilor multiple fără dureri de cap și oboseală. De asemenea, se luptă să stea nemișcați.

Aceste funcții sunt controlate de diferite zone ale creierului. Dar o verigă critică este talamusul, un hub care conectează regiunile care susțin atenția, starea de spirit și mișcarea. Talamusul este alcătuit din doi bulbi în formă de usturoi, fiecare amplasat în emisferele creierului, care coordonează semnalele din tot creierul. O stație de releu senzorială majoră, a fost numită „poarta de acces către conștiință”.

Studiile anterioare pe șoareci au identificat o parte a talamusului ca un potențial centru terapeutic pentru leziuni cerebrale traumatice. Alte studii au constatat că stimularea regiunii era sigură la persoanele cu conștiință minimă și le-a ajutat să se recupereze. Aceasta este regiunea vizată de noul studiu.

Zapping Away

Echipa a restrâns peste 400 de voluntari la doar șase - patru bărbați, două femei cu simptome de leziuni cerebrale traumatice moderate până la severe. Înainte de operație, li s-au efectuat mai multe teste pentru a-și evalua abilitățile cognitive de bază, starea de spirit și perspectiva generală asupra vieții.

Fiecare participant a avut un neurostimulator disponibil comercial implantate în talamusul lor în ambele emisfere ale creierului. Pentru a detecta efectele precoce potențiale după implantare, aceștia au fost repartizați în trei grupuri în funcție de cât de curând implantul a fost pornit după operație.

Participanții au experimentat cu diferite modele de zapping timp de două săptămâni. La fel ca derularea listelor de redare Spotify, fiecare a găsit în cele din urmă un model optimizat pentru structura lor neuronală: momentul și intensitatea stimulării le-au permis să gândească mai clar și să se simtă mai bine, cu efecte secundare minime. Implantul le-a stimulat apoi talamusul 12 ore pe zi timp de trei luni.

Rezultatele au fost impresionante. În general, participanții s-au îmbunătățit între 15 și 52 la sută, măsurat de același test cognitiv folosit pentru momentul inițial. Doi pacienți, inclusiv P1, s-au îmbunătățit atât de mult încât nu au mai îndeplinit diagnosticul de handicap moderat scăzut. Această creștere a capacității mentale sugerează că participanții pot aborda munca și se pot reconecta cu prietenii și familia cu o luptă minimă, a scris echipa în studiu.

Un alt test a oprit stimularea la câțiva participanți timp de aproape o lună. Nici cercetătorii, nici participanții nu știau inițial ale cui implanturi au fost oprite. În câteva săptămâni, doi pacienți au observat că se simțeau mult mai rău și s-au retras de la test. Dintre cei trei oameni rămași, doi s-au îmbunătățit – iar unul s-a înrăutățit – cu stimulatorul pornit. O investigație ulterioară a constatat că implantul zapping în mod eronat creierul pacientului care nu răspundea atunci când ar fi trebuit să fie oprit.

Deși au existat efecte secundare minime, tratamentul nu a perturbat viața participantului. Zapping-ul a provocat o oarecare ciudățenie a mușchilor maxilarului la câțiva oameni. P1, de exemplu, a constatat că ea și-a zguduit cuvintele când era la cea mai mare intensitate de stimulare. O altă persoană a avut dificultăți în a rămâne nemișcată și unele au experimentat schimbări de dispoziție.

Studiul este încă devreme și multe întrebări rămân fără răspuns. De exemplu, tratamentul funcționează indiferent de locul unde a fost rănit creierul? Voluntarii au fost testați doar trei luni după operație, ceea ce înseamnă că îmbunătățirile pe termen mai lung, dacă există, rămân un mister. Acestea fiind spuse, mai mulți participanți s-au înscris pentru a-și păstra implanturile și pentru a participa la studii viitoare.

Chiar și cu aceste avertismente, participanții și cei dragi le-au fost recunoscători. „Este atât de profund pentru noi”, a spus membrul familiei lui P1. „N-aș fi crezut niciodată. E dincolo de speranțele mele, dincolo de anticipații. Cineva a aprins din nou luminile.”

Credit imagine: Institutul Național de Sănătate Mintală, Institutul Național de Sănătate

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://singularityhub.com/2023/12/04/brain-implant-sparks-remarkable-recovery-in-patients-with-severe-brain-injury/