Milion Amerykanów cierpi z powodu drżenia, sztywności i niewyraźnej mowy choroby Parkinsona. Poważna depresja dotyka około 16 milionów dorosłych Amerykanów rocznie, a prawie 30 milionów Amerykanów boli migrenowe bóle głowy, podczas gdy około 1 na 1000 cierpi z powodu jeszcze bardziej bolesnych klasterowych bólów głowy. Leki są zwykle leczeniem pierwszego rzutu w tych i innych schorzeniach neurologicznych, z głębokim zabiegiem stymulacji mózgu - w którym chirurg pęka czaszkę pacjenta i umieszcza małe elektrody w tkance mózgowej jako rodzaj „rozrusznika mózgu” - czasami stosowane jako ostatnie Ośrodek wczasowy.
powiązana zawartość
- Łączenie wielu umysłów może pomóc leczyć uszkodzone mózgi
Co jeśli zamiast reżimów uzależnionych od efektów ubocznych lub zabiegów inwazyjnych te warunki można leczyć przez bezbolesną stymulację mózgu spoza czaszki?
„Co jeśli jest sposób, aby to zrobić nieinwazyjnie?” Ian Graham, absolwent inżynierii biomedycznej na Johns Hopkins University, zastanawiał się po tym, jak był świadkiem wielogodzinnej operacji głębokiej stymulacji mózgu z powodu depresji.
Stymulacja przezczaszkowa lub stymulacja mózgu spoza czaszki stała się jednym z najgorętszych obszarów inżynierii biomedycznej. Metodę wykonuje się zwykle na dwa sposoby. Jedna technika, zwana przezczaszkową stymulacją prądu stałego, wykorzystuje elektrody umieszczone na skórze głowy do wysyłania sygnałów elektrycznych do mózgu. Drugi, zwany przezczaszkową stymulacją magnetyczną, wykorzystuje cewkę magnetyczną na skórze głowy do wytwarzania aktywności elektrycznej w mózgu. Różne lokalizacje mózgu są stymulowane przy różnych intensywnościach i częstotliwościach w zależności od leczonego stanu. Chociaż nikt nie jest pewien, w jaki sposób stymulacja mózgu poprawia chorobę Parkinsona i inne, rozumie się, że stymulacja może wpływać na to, jak strzelają neurony i może regulować neuroprzekaźniki, takie jak serotonina i dopamina.
Graham i inni inżynierowie biomedycy z Johns Hopkins wymyślili nakrycie głowy, które wykorzystuje elektrody do stymulacji mózgów pacjentów z chorobą Parkinsona. Urządzenie STIMband, które rozpocznie badania kliniczne jeszcze w tym roku lub na początku przyszłego roku, jest przeznaczone do użytku w domu, co odróżnia go od innych urządzeń do stymulacji przezczaszkowej. Uczniowie mają nadzieję, że pomoże to poradzić sobie z niektórymi bardziej wyniszczającymi objawami choroby Parkinsona, w tym drżeniem i problemami równowagi. Na początku tego miesiąca STIMband wygrał nagrodę w wysokości 5 000 $ w krajowym konkursie projektowym BMEidea firmy VentureWell dla studentów biomedycyny i bioinżynierii.
Studenci, którzy stworzyli STIMband: Ian Graham, Melody Tan, Erin Reisfeld, Shruthi Rajan i David Blumenstyk. (Uniwersytet Johna Hopkinsa). Dzięki STIMband uczniowie umieszczają elektrody w miejscach znanych z modelowania komputerowego, aby stymulować części mózgu dotknięte chorobą Parkinsona. Obserwowali pacjentów biorących udział w badaniach Johns Hopkins na temat przezczaszkowej stymulacji prądem stałym i byli pod wrażeniem wyników.
„Widziałem wchodzącego pacjenta, a po leczeniu musiał podpisać się swoim imieniem, ” mówi Graham. „Powiedział, że nie był w stanie tak pisać od lat”.
Studenci spotykali się z pacjentami w klinice Parkinsona w szpitalu przez wiele miesięcy, aby zebrać dane o tym, czego ludzie naprawdę potrzebują w urządzeniu domowym. W końcu wymyślili zasilaną baterią konstrukcję opartą w przybliżeniu na czapce baseballowej, którą można łatwo założyć i kontrolować za pomocą dużego przycisku.
Leczenie STIMband rozpocznie się w gabinecie neurologa, gdzie urządzenie zostanie dopasowane do pacjenta. Następnie pacjent zabiera STIMband do domu i używa go przez 20 minut dziennie, każdego dnia. Leczenie może ostatecznie zostać zmodyfikowane w oparciu o indywidualne wyniki, ale Graham mówi, że pacjenci prawdopodobnie będą używać STIMband w nieskończoność, o ile zobaczą pozytywne wyniki.
„Ponieważ PD [choroba Parkinsona] ma charakter zwyrodnieniowy, a zespół STIMband działa inaczej niż leki, powinien również okazać się korzystny przez dłuższy czas” - mówi Graham. „Niestety ten okres czasu jest nadal nieznany”.
Jeśli próby STIMband zakończą się sukcesem, grupa liczy na uzyskanie zgody FDA. Urządzenie prawdopodobnie kosztowałoby od 600 do 1000 USD, w zależności od wybranych materiałów.
Stymulacja przezczaszkowa jest obecnie badana przez naukowców w leczeniu schorzeń neurologicznych i neuropsychiatrycznych, w tym epilepsji, udaru mózgu, zespołu Tourette'a, depresji i manii, migreny, schizofrenii, zaburzeń odżywiania, dystonii (bolesne mimowolne skurcze mięśni) i przewlekłego bólu. Ale FDA zatwierdziła jedynie przezczaszkową stymulację magnetyczną w przypadku depresji opornej na leki.
„To nie jest jak umieszczanie magnesów na lodówce na głowach ludzi” - mówi neurolog David Brock, dyrektor medyczny Neuronetics, firmy produkującej NeuroStar, przezczaszkowe urządzenie do stymulacji magnetycznej w depresji. Leczenie NeuroStar odbywa się w gabinecie lekarskim. Przez okres od czterech do sześciu tygodni pacjenci przychodzą przez pięć dni w tygodniu na 45-minutowe sesje. Siedzą na krześle, czytając lub słuchając muzyki, podczas gdy urządzenie umieszczone po lewej stronie czoła stymuluje lewą korę przedczołową.
Ludzie często mylnie uważają stymulację przezczaszkową za alternatywne leczenie, mówi Brock, ale tak naprawdę jest to poparte danymi klinicznymi. Badania pokazują, że około 30 do 40 procent pacjentów z depresją oporną na leczenie przechodzi w stan remisji po zastosowaniu NeuroStar, podczas gdy u większej liczby objawów występuje pewna poprawa objawów.
Renderowanie pacjenta za pomocą urządzenia NeuroStar (Neuronetics) Stymulacja przezczaszkowa nie jest również terapią elektrowstrząsową („ECT”) lub „leczeniem wstrząsu”, stygmatyzowanym, ale często bardzo skutecznym leczeniem depresji, w którym za pomocą elektryczności wywoływany jest atak. W przeciwieństwie do EW, stymulacja przezczaszkowa nie wywołuje napadu i nie wymaga znieczulenia ogólnego ani pobytu w szpitalu. Jest również wolny od bardziej znanych efektów ubocznych ECT, w tym utraty pamięci i zamieszania.
Brock mówi, że stymulacja przezczaszkowa prawie na pewno stanie się zatwierdzonym lekiem na inne schorzenia w nadchodzących latach, kiedy naukowcy ustalą właściwą lokalizację i intensywność leczenia tego problemu. „[Przezczaszkowa stymulacja] przypomina szwajcarski scyzoryk” - mówi. „Wymyśliliśmy, jak korzystać z ostrza, ale jeszcze nie wymyśliliśmy, jak korzystać ze wszystkich innych narzędzi.”
