医学的未来:插入芯片,治疗疾病吗?

想象一个芯片,策略性地放置在大脑,可以预防癫痫发作或使人失去了肢体控制人造手臂仅仅通过思考这个问题。

这可能听起来像科幻小说,但是佛罗里达大学的研究人员正在开发设备,可以解释的信号在大脑,刺激神经元执行正确,进步可能有一天使微型计算机来解决疾病,甚至让一个瘫痪的人与他的思想控制假肢器官。

手持250万美元的赠款今年他们收到来自美国国立卫生研究院,佛罗里达大学医学院的研究人员,工程学院和麦克奈特大脑研究所联手创建一个“neuroprosthetic”芯片植入大脑的设计。他们目前正在研究这一概念在老鼠但正致力于开发一个原型设备在未来四年,可以在人体上试验。

最初的目标吗?正确的条件如瘫痪或癫痫。

“我们真的觉得如果我们能做到这一点,我们有技术为患者提供新的选择,”贾斯汀桑切斯说,佛罗里达大学的主任Neuroprosthetics研究小组和小儿神经病学助理教授,神经科学和生物医学工程。“有一种革命现在在神经科学和生物医学工程。人们试图以工程方法为直接与大脑。

“希望我们立即能治疗各种疾病。”

研究人员已经能够解码大脑活动多年来使用脑电图。通常称为脑电图,这项技术涉及放置sensor-wired净举过头顶通过头皮测量大脑活动。但是不够敏感的技术允许研究人员解码大脑信号需要精确,桑切斯说。现在,研究人员正聚焦于解码信号电极直接放置到脑组织使用连线的宽度一缕头发。

”(科学家)意识到,大脑内部我们可以获得更多的信息,我们可以有更多的决议,”桑切斯说。

芯片佛罗里达大学的研究人员正试图开发将直接植入到脑组织,它可以收集的数据信号,解码,刺激大脑没有电线在一个独立的包。在此期间,佛罗里达大学研究人员正在研究植入式设备在老鼠和评估一个中间形式的技术——将大脑的电极表面上。

佛罗里达大学的研究人员开发出了新技术使用表面电极访问信号几乎尽可能精确传感器植入大脑,据发现研究人员发表在5月神经科学杂志》上的方法。发展这些技术是一个巨大的进步在理解如何最好地解码一个病人从他们的脑电波的意图,应该广泛的影响提供治疗,桑切斯说。

收集数据对大脑的复杂的线索,这因人而异,桑切斯研究癫痫儿童的大脑信号将接受手术切除大脑的一部分,导致癫痫发作。这些患者通常必须监控几天几周与电极直接放置于大脑。医生用这个,以确定问题的地区当一个孩子还有一个发作。

因为孩子们已经有电极,桑切斯是能够使用收集的数据从他们理解更多关于大脑的信号。

佛罗里达大学的研究人员也在研究中间概念可以穿戴的,像糖尿病泵,桑切斯说。

“我们中间设计连接到大脑,解释信号,可以无线设备发送命令,”他说。“这是我们追求的另一个路径的技术。”

创建这些技术,桑切斯在发展的过程中是一个中心脑机接口在佛罗里达大学工程学院教师,包括何塞·c·普林西比;约翰·g·哈里斯;Toshikazu Nishida中尉;和Rizwan Bashirullah。

但面临的一些挑战的研究人员将这些技术引入病人,Steven j·希夫说,宾夕法尼亚州立大学的工程和神经科学教授,宾夕法尼亚州立大学神经工程中心主任。

癫痫患者常常需要几个药物或手术减轻衰弱癫痫,neuroprosthetic设备可能是最好的治疗形式,希夫说,需要做更多的工作去理解的机制是什么原因导致癫痫和帕金森症等疾病。

“挑战”与其说是技术,希夫说。“挑战是明智的使用这种技术。”

这一天可能不会太遥远当病人可以控制假肢手或腿只是通过思考,桑切斯说。

“这是成为现实,”桑切斯说。“我们正在设计电子产品,我们可以用生物系统接口,我们可以用它来帮助人们。”

来源:佛罗里达大学