Мозговой имплантат способствует значительному выздоровлению пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой

В 21 год жизнь молодой женщины перевернулась с ног на голову после того, как она получила удар по голове и тяжелую черепно-мозговую травму во время разрушительного дорожно-транспортного происшествия.

С тех пор она живет с последствиями, изо всех сил пытаясь сосредоточиться достаточно долго, чтобы выполнять простые повседневные задачи. Совмещать несколько дел по дому было практически невозможно. Ее память ускользнет. Слова застревали на кончике языка. Ее тело, казалось, имело собственный разум. Постоянно находясь в движении, было трудно усидеть на месте. Депрессия и тревога затуманили ее разум.

Восемнадцать лет спустя она перенесла операцию, которая снова изменила ее жизнь. Тщательно картировав ее мозг, хирурги имплантировали электроды глубоко в таламус. Таламус, состоящий из двух луковицеобразных структур — по одной в каждом полушарии, — это Великая центральная станция мозга, его связи простираются далеко и широко во многих регионах. Стимулятор, имплантированный возле ее ключицы, автоматически активировал нейронный имплантат на 12 часов в день.

Результаты были поразительными. Всего за три месяца ее результаты улучшились по стандартному тесту, измеряющему множество когнитивных функций. Впервые за десятилетия она больше не чувствовала себя разбитой в течение дня. Она полюбила чтение и другие хобби.

«Я просто… я хочу подумать», — сказала она исследователям. «Я использую свой разум… Не знаю почему, меня это просто смешит, но для меня удивительно, что мне нравится делать эти вещи».

Женщина, известная как P1, приняла участие в маленькое, амбициозное испытание стремясь обратить вспять когнитивные проблемы, вызванные травмами головного мозга. Под руководством доктора Джейми Хендерсона из Стэнфордского университета клиническое испытание набрали шесть человек, чтобы посмотреть, восстановит ли электрическая стимуляция таламуса способность участников логически рассуждать, строить планы и концентрироваться на заданной задаче.

В среднем результаты пяти участников улучшились на 52 процента, что намного превышает скромные цели команды более чем в пять раз. Поскольку стимуляция происходит автоматически, добровольцы занимались своей повседневной жизнью, пока имплантат незаметно проявлял свои терапевтические эффекты.

Преимущества были заметны. Один участник сказал, что наконец-то смог сконцентрироваться на телешоу, тогда как раньше у него были проблемы из-за нехватки внимания. Другой сказал, что теперь он может отслеживать несколько действий и переключать внимание — например, поддерживать разговор, убирая продукты.

Несмотря на многообещающие результаты, терапия требует хирургического вмешательства на головном мозге, что может быть рискованным. Один участник отказался от участия на полпути из-за заражения. Но для тех, кто терпел терапию, это изменило жизнь не только их самих, но и их семей.

«Я вернула свою дочь. Это чудо», — сказал член семьи P1.

Глубокое туннелирование

Глубокая стимуляция мозга, основа терапии, имеет долгую историю.

Идея проста. Мозг полагается на несколько цепей, работающих в тандеме. Эти связи могут разорваться из-за болезни или травмы, что делает невозможным координацию электрических сигналов и формирование мыслей и решений.

Одним из решений является соединение сломанных сетей мозга с помощью нейронного имплантата. Благодаря сложным имплантатам и искусственному интеллекту мы теперь можем подключиться к электрической вибрации головного и спинного мозга, расшифровать их намерения и использовать этот «нейронный код», чтобы управлять роботизированными руками или позволять им управлять роботизированными руками. парализованные люди снова смогут ходить.

Несмотря на свою мощь, эти имплантаты часто располагаются на внешнем слое головного мозга или вокруг нервов спинного мозга, к которым относительно легко получить доступ.

Глубокая стимуляция мозга представляет собой сложную задачу, поскольку она нацелена на области, скрытые внутри мозга. Технология, изобретенная в 1980-х годах для лечения двигательных симптомов болезни Паркинсона, с тех пор используется бороться с депрессиейВсего несколько разрядов облегчают симптомы у людей с тяжелой депрессией.

Новое исследование основано на этих результатах. Люди с длительной черепно-мозговой травмой часто испытывают проблемы с настроением и концентрацией внимания, из-за чего им трудно совмещать несколько задач без головных болей и усталости. Им также трудно усидеть на месте.

Эти функции контролируются разными участками мозга. Но одним из важнейших звеньев является таламус, центр, соединяющий регионы, поддерживающие внимание, настроение и движение. Таламус состоит из двух луковиц чесночной формы, каждая из которых расположена в полушариях мозга и координирует сигналы, поступающие со всего мозга. Это крупная сенсорная ретрансляционная станция, которую прозвали «вратами в сознание».

Предыдущие исследования на мышах выявили часть таламуса как потенциальный терапевтический центр при черепно-мозговой травме. Другие исследования показали, что стимулирование региона было безопасным у людей с минимальным сознанием и помог им выздороветь. Именно на этот регион нацелено новое исследование.

Убегая

Команда сократила число добровольцев из более чем 400 до шести — четырех мужчин и двух женщин с симптомами черепно-мозговой травмы от умеренной до тяжелой степени. Перед операцией им было проведено несколько тестов, чтобы оценить их базовые когнитивные способности, настроение и общий взгляд на жизнь.

Каждый участник имел коммерчески доступный нейростимулятор имплантирован в таламус обоих полушарий мозга. Чтобы выявить потенциальные ранние последствия после имплантации, их разделили на три группы в зависимости от того, как скоро имплантат был включен после операции.

Участники экспериментировали с различными моделями в течение двух недель. Подобно пролистыванию плейлистов Spotify, каждый в конечном итоге нашел шаблон, оптимизированный для его нейронной структуры: время и интенсивность стимуляции позволяли им мыслить яснее и чувствовать себя лучше с минимальными побочными эффектами. Затем имплантат стимулировал их таламус по 12 часов в день в течение трех месяцев.

Результаты были впечатляющими. В целом, результаты участников улучшились на 15–52 процента, согласно тому же когнитивному тесту, который использовался для их исходного уровня. У двух пациентов, включая Р1, состояние здоровья настолько улучшилось, что они больше не соответствовали диагнозу «инвалидность средней степени тяжести». Такое повышение умственных способностей предполагает, что участники могут заняться работой и восстановить связь с друзьями и семьей с минимальными усилиями, пишет команда в исследовании.

Другой тест остановил стимуляцию у нескольких участников почти на месяц. Ни исследователи, ни участники изначально не знали, чьи имплантаты были отключены. Через несколько недель два пациента заметили, что чувствуют себя намного хуже, и отказались от участия в тесте. Из трех оставшихся людей состояние двух улучшилось, а одному стало хуже после включения стимулятора. Дальнейшее расследование показало, что имплант ошибочно отключал мозг не реагирующего пациента, хотя его следовало отключить.

Хотя побочные эффекты были минимальными, лечение не нарушило жизнь участника. У некоторых людей этот удар вызвал странные ощущения в мышцах челюсти. P1, например, обнаружила, что она невнятно произносила слова при максимальной интенсивности стимуляции. Еще одному человеку было трудно оставаться на месте, а у некоторых наблюдались изменения настроения.

Исследование все еще находится на ранней стадии, и многие вопросы остаются без ответа. Например, действует ли лечение независимо от того, где был поврежден мозг? Добровольцев тестировали только в течение трех месяцев после операции, а это означает, что долгосрочные улучшения, если таковые имеются, остаются загадкой. Тем не менее, несколько участников согласились сохранить свои имплантаты и участвовать в будущих исследованиях.

Даже несмотря на эти предостережения, участники и их близкие были благодарны. «Для нас это так важно», — сказал член семьи P1. «Я бы никогда в это не поверил. Это превосходит мои надежды, превосходит ожидания. Кто-то снова включил свет.

Изображение Фото: Национальный институт психического здоровья, Национальные институты здоровья

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://singularityhub.com/2023/12/04/brain-implant-sparks-remarkable-recovery-in-patients-with-severe-brain-injury/