无线“大脑起搏器”可能为神经系统疾病提供新的治疗方法

加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的工程师们开发出了一种新型神经刺激器，它可以同时监听和刺激大脑中的电流，有可能为癫痫和帕金森症等疾病的患者提供微调的治疗。

的设备，名叫魔杖，就像一个“起搏器的起搏器脑，“监测大脑的电力活动和交付电气刺激如果它检测到某些东西。

这些器件在预防各种神经病症的患者中防止衰弱的震颤或癫痫发作非常有效。但是，在癫痫发作或震颤之前的电气签名可以是极其微观的，并且防止它们所需的电刺激的频率和强度同样敏感。在设备提供最佳治疗之前，医生可能需要多年的微小调整。

代表无线伪像的神经调节装置的魔杖是无线和自主的，这意味着一旦它学会识别震颤或癫痫发作的迹象，它可以自行调整刺激参数以防止不需要的运动。并且因为它是闭环 - 意味着它可以同时刺激和记录 - 它可以实时调整这些参数。

“寻找患者的正确疗法的过程是非常昂贵的，可能需要数年。成本和持续时间的显着降低可能会导致伯克利电气工程和计算机科学的rikky Muller助理教授潜在的成果和可访问性。”。“我们希望使设备能够弄清楚刺激给定患者提供最佳成果的最佳方法。您只能通过聆听和录制神经签发来做到这一点。”

WAND可以记录128个通道的脑电活动，也就是大脑中的128个点，而其他的闭环系统只有8个通道。为了演示这个装置，研究小组使用WAND来识别和延迟恒河猴的特定手臂动作。今天(12月31日)的一项研究对这种设备进行了描述自然生物医学工程。

池塘里的涟漪

同时刺激和记录电信号在大脑中，就像试图看到池塘里的小波纹，同时也在溅起你的脚——来自大脑的电信号被刺激产生的大脉冲所淹没。

目前，深脑刺激器无论是停止记录，同时从电刺激输送电刺激，或者在大脑的不同部分记录，从刺激施加的地方，基本上测量池塘中不同点的小涟漪从溅起。

“为了提供基于闭环刺激的疗法，这对于治疗帕金森和癫痫和各种神经系统疾病的人来说是一个重要的目标，同时执行神经记录和刺激非常重要，目前没有单一的商业设备是否，“前UC Berkeley Proddoctoral Assuctiers Samantha Santacruz表示，他是奥斯汀德克萨斯大学的助理教授。

由瑞基·穆勒领导的Cortera神经技术公司的研究人员设计了WAND定制集成电路，可以记录来自细微脑波和强电脉冲的全部信号。这芯片设计允许魔杖从电脉冲中减去信号，从而导致来自脑波的清洁信号。

现有设备被调谐到仅从较小的脑波记录信号，并且由大刺激脉冲封闭，使得这种类型的信号重建是不可能的。

“因为我们实际上可以在同一个大脑地区刺激和记录，我们确切地知道在提供治疗时发生了什么，”穆勒说。

与电气工程实验室合作计算机科学Jan Rabaey教授，该团队建立了一个具有无线和闭环计算能力的平台设备，可以编程用于各种研究和临床应用。

在实验中由Santacruz领导，而UC Berkeley的Postdoc，并由电气工程和计算机科学教授Jose Carmena教授，受试者被教导使用操纵杆将光标移动到特定位置。在训练期之后，魔杖装置能够检测由于准备执行运动的受试者而产生的神经签名，然后提供延迟运动的电刺激。

“虽然延迟反应时间是之前证明的事情，但对于我们的知识，它首次基于仅基于神经系统记录的闭环系统在闭环系统中进行了第一次，”Muller说。

“在未来，我们的目标是将学习融入我们的闭环平台，以建立智能设备，可以弄清楚如何最佳地对待您，并将医生移除在此过程中不得不在这个过程中进行干预，”穆勒说。

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