通过安德森本地化抑制癫痫发作

超过5000万人的所有年龄段患有癫痫，否则被称为癫痫发作，是世界上最常见的最常见的神经疾病。被诊断患有癫痫的患者经常经历通过在大脑中射击大量神经元的射击引发的经常性癫痫发作。这最终产生了在大脑表面蔓延的高能量波，导致许多物理效应，例如不稳定的身体摇动，无意识，疲惫和疼痛。

许多癫痫患者试图通过服用抗癫痫药物或通过特殊饮食来抑制它们的癫痫发作，但其他患者选择忍受侵入性手术以除去其皮质的部分或植入身体中的神经刺激剂。

与这些侵入性的治疗方法不同，卡内基梅隆大学的电子和计算机工程教授Maysam Chamanzar和加州大学伯克利分校的机械工程教授Reza Alam在最近发表在《科学》杂志上的一篇论文中介绍了一种非侵入性的方法来减轻癫痫发作皇家社会界面杂志。Chamanzar和他的同事，目前在加州大学伯克利分校学习机械工程的Ben Zhang，以及Reza Alam，基于一种叫做安德森局域化的波现象，这个现象是由p·w·安德森(诺贝尔奖获得者，1977年)发现的，它解释了介质的随机破坏如何降低波的活力。为了理解定位的概念，Chamanzar建议读者考虑当海浪在不规则地形(随机介质)上传播时，它们是如何失去能量的。尽管Anderson发现了固态物理中的定位，Chamanzar和他的同事证明了定位也可以应用于癫痫发作。根据他们的研究论文:

癫痫发作是由大量神经元的集体病理活动引起的。因此，从中尺度的角度来看，癫痫发作可以被认为是一组同步的波在皮层区域传播。我们在这里表明，这种波的传播行为可以通过神经元的局部调制(假设使用超声换能器相控阵)来产生多个局部模式，从而耗散捕获波的能量。

在他们的研究中，Chamanzar和他的共同作者使用了Messcale皮质模型来模拟滋补克隆癫痫发作活动。然后，通过应用安德森定位现象来调节控制神经元射击率的不同参数来破坏癫痫发作活动。总的来说，·莫曼扎尔和他的同事发现，当随机化应用于描述平均兴奋性阈值电位的参数时，癫痫发波的定位是最有效的，这通过减少癫痫发作幅度来抑制癫痫发作，以及抑制癫痫发作的抑制群体阈值潜力降低癫痫发作振荡的频率。通过将这两个变量正确地随机化，Chamanzar表明癫痫发作可以局限性和最终抑制。Chamanzar表示，这种抑制方法是显着的，因为它可以立即衰减癫痫发作。

“在一开始就减轻癫痫发作至关重要。使用我们的技术，我们不需要预先知道发作的确切来源。一旦检测到癫痫发作，我们的方法可以有效抑制癫痫发作波。”

Chamanzar和他的同事设想，医生可以通过癫痫患者佩戴一个非侵略性地停止进展的装置来测试这种缓解方法癫痫活动在大脑中。该装置将检测癫痫发作的开始，并从大脑外部发射超声波的随机时空模式，以靶向皮层的各个位置中神经元的群体来阻止癫痫发作在其轨道中传播。这种非侵入式装置可以以可穿戴帽的形式设计，该帽子可以在从一开始就自动抑制癫痫发作之后的癫痫癫痫发作。这是为减轻缓解癫痫的新模式的第一步。Chamanzar和他的合作者认为，旨在培训的大脑可以触及自我缓解和压制癫痫发作在发病时，如果此模当次数为足够的次数。

“我们所提出的方法是使用新型方式朝着癫痫发作的癫痫发作的第一步，”Chamanzar说。“在调制脑活动以减轻疾病时，我们需要考虑新的范例，以接口不患传统侵入性方法的局限性。”

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