Мозковий імплантат сприяє чудовому одужанню пацієнтів із важкою черепно-мозковою травмою

Мозковий імплантат сприяє чудовому одужанню пацієнтів із важкою черепно-мозковою травмою

Мітка часу: 4 грудня 2023 р. 5:15
Мозковий імплантат сприяє чудовому одужанню пацієнтів із серйозною черепно-мозковою травмою PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.

У 21 рік життя молодої жінки перевернулося з ніг на голову після удару голови та важкої черепно-мозкової травми під час жахливої ​​дорожньо-транспортної пригоди.

Відтоді вона живе з наслідками, намагаючись зосередитися достатньо довго, щоб виконати прості повсякденні завдання. Жонглювати кількома справами було майже неможливо. Її пам'ять зникне. Слова застрягали на кінчику її язика. Її тіло, здавалося, мало власний розум. Постійно в русі, важко було всидіти на місці. Депресія і тривога затьмарили її розум.

Через вісімнадцять років вона перенесла операцію, яка знову змінила її життя. Ретельно відобразивши її мозок, хірурги імплантували електроди глибоко в таламус. Таламус, що складається з двох бульбоподібних структур — по одній на кожній півкулі — є центральною станцією мозку, зв’язки якого простягаються далеко й широко через численні регіони. Стимулятор, імплантований біля її ключиці, автоматично активував нейронний імплантат на 12 годин на день.

Результати були вражаючими. Лише за три місяці її показники підвищилися в стандартному тесті, який вимірював безліч когнітивних функцій. Уперше за десятиліття вона більше не відчувала себе приголомшеною протягом дня. Вона почала любити читання та інші хобі.

«Я просто… я хочу подумати», — сказала вона дослідникам. «Я використовую свій розум… Не знаю чому, це просто змушує мене сміятися, але для мене дивно, що мені подобається робити ці речі».

Жінка, відома як P1, брала участь у а невелике, амбітне випробування намагаючись позбутися когнітивних проблем від травм головного мозку. Під керівництвом доктора Джеймі Хендерсона зі Стенфордського університету, клінічне випробування залучили шість осіб, щоб перевірити, чи електрична стимуляція таламуса відновлює здатність учасників логічно міркувати, будувати плани та зосереджуватися на заданому завданні.

У середньому результати п’яти учасників покращилися на 52 відсотки, значно перевищивши скромні цілі команди більш ніж у п’ять разів. Оскільки стимуляція відбувається автоматично, добровольці займалися повсякденним життям, поки імплантат працював під капотом свого терапевтичного ефекту.

Переваги були помітні. Один учасник сказав, що нарешті зміг зосередитися на телешоу, тоді як раніше йому було важко через коротку концентрацію уваги. Інший сказав, що тепер він може відстежувати кілька дій і переключати увагу, наприклад, підтримувати розмову, відкладаючи продукти.

Хоча ця терапія є багатообіцяючою, вона вимагає операції на мозку, яка може бути ризикованою. Один учасник знявся на півдорозі через інфекцію. Але для тих, хто терпів терапію, це змінило життя не лише для них, але й для їхніх родин.

«Мені повернули дочку. Це диво», – сказав член родини P1.

Глибоке тунелювання

Глибока стимуляція мозку, ядро ​​терапії, має довгу історію.

Ідея проста. Мозок покладається на кілька ланцюгів, що працюють у тандемі. Ці зв’язки можуть розірватися через хворобу або травму, унеможливлюючи координацію електричних сигналів і формування думок або рішень.

Одне з рішень полягає в тому, щоб поєднати розбиті мережі мозку за допомогою нейронного імплантату. Завдяки складним імплантатам і штучному інтелекту тепер ми можемо доторкнутися до електричного чату головного і спинного мозку, розшифрувати їхні наміри та використовувати цей «нейронний код» для керування роботами або паралізував людей знову ходити.

Незважаючи на потужність, ці імплантати часто розташовані на зовнішньому шарі мозку або навколо нервів у спинному мозку, до яких відносно легко отримати доступ.

Глибока стимуляція мозку є складним завданням, оскільки вона націлена на ділянки, приховані всередині мозку. Винайдена в 1980-х роках для лікування моторних симптомів при хворобі Паркінсона, ця технологія з тих пір використовується боротися з депресієюлише кілька прийомів полегшують симптоми у пацієнтів із важкою депресією.

Нове дослідження базувалося на цих результатах. Люди з довгостроковою черепно-мозковою травмою часто страждають від настрою та концентрації уваги, що ускладнює збалансоване виконання кількох завдань без головного болю та втоми. Їм також важко сидіти на місці.

Ці функції контролюються різними ділянками мозку. Але однією з найважливіших ланок є таламус, центр, який з’єднує регіони, що підтримують увагу, настрій і рух. Таламус складається з двох цибулин у формі часнику, кожна з яких розташована в півкулях мозку, які координують сигнали з усього мозку. Це головна сенсорна ретрансляційна станція, яку називають «воротами до свідомості».

Попередні дослідження на мишах показали, що частина таламуса є потенційним терапевтичним центром для лікування черепно-мозкової травми. Це виявили інші дослідження стимулювання регіону було безпечним у людей з мінімальною свідомістю та допоміг їм одужати. Саме на цей регіон було спрямоване нове дослідження.

Запінг геть

Команда звузила коло понад 400 добровольців лише до шести: чотирьох чоловіків і двох жінок із симптомами черепно-мозкової травми середнього та важкого ступеня. Перед операцією їм дали кілька тестів, щоб оцінити їхні базові когнітивні здібності, настрій і загальний погляд на життя.

Кожен учасник мав а комерційно доступний нейростимулятор імплантовані в їхній таламус обох півкуль мозку. Щоб виявити можливі ранні ефекти після імплантації, їх розподілили на три групи залежно від того, як швидко імплантат був увімкнений після операції.

Протягом двох тижнів учасники експериментували з різними моделями перемикання. Подібно до прокручування списків відтворення Spotify, кожен зрештою знайшов шаблон, оптимізований відповідно до їхньої нейронної структури: час та інтенсивність стимуляції дозволили їм мислити чіткіше та почуватися краще з мінімальними побічними ефектами. Потім імплантат стимулював їхній таламус 12 годин на день протягом трьох місяців.

Результати були вражаючими. Загалом учасники покращилися на 15-52 відсотки, виміряні тим же когнітивним тестом, який використовувався для їх вихідного рівня. Двоє пацієнтів, у тому числі P1, настільки покращилися, що більше не мали діагнозу меншої помірної інвалідності. Це підвищення розумових здібностей говорить про те, що учасники можуть впоратися з роботою та відновити зв’язки з друзями та родиною з мінімальними труднощами, пише команда в дослідженні.

Ще один тест призупинив стимуляцію у кількох учасників майже на місяць. Ні дослідники, ні учасники спочатку не знали, чиї імплантати були вимкнені. За кілька тижнів двоє пацієнтів помітили, що почуваються набагато гірше, і відмовилися від тестування. З трьох осіб, які залишилися, двоє покращилися, а одному стало гірше, коли був увімкнений стимулятор. Подальше дослідження виявило, що імплантат помилково блокував мозок пацієнта, який не реагував, хоча його слід було вимкнути.

Незважаючи на мінімальні побічні ефекти, лікування не порушило життя учасника. Запінг викликав деяку дивність щелепних м’язів у кількох людей. P1, наприклад, виявила, що вона невиразно вимовляє слова під час найвищої інтенсивності стимуляції. Іншій людині було важко залишатися нерухомим, а в деяких змінився настрій.

Дослідження ще рано, і багато питань залишаються без відповіді. Наприклад, чи діє лікування незалежно від того, де був пошкоджений мозок? Добровольці проходили тестування лише протягом трьох місяців після операції, тобто довгострокові покращення, якщо такі є, залишаються загадкою. Тим не менш, кілька учасників підписалися, щоб зберегти свої імплантати та брати участь у майбутніх дослідженнях.

Незважаючи на ці застереження, учасники та їхні близькі були вдячні. «Для нас це дуже важливо», — сказав член сім’ї P1. «Я б ніколи не повірив. Це перевершує мої надії, перевершує очікування. Хтось знову ввімкнув світло».

Зображення Фото: Національний інститут психічного здоров'я, Національний інститут здоров'я

Часова мітка:

Більше від Хаб сингулярності