Ένα εκατομμύριο Αμερικανοί υποφέρουν από τις δονήσεις, τη δυσκαμψία και την ανεπιθύμητη ομιλία της νόσου του Parkinson. Η μεγάλη κατάθλιψη επηρεάζει περίπου 16 εκατομμύρια ενήλικες των ΗΠΑ ετησίως και σχεδόν 30 εκατομμύρια Αμερικανοί ασχολούνται με τον πόνο των πονοκεφάλων ημικρανίας, ενώ περίπου 1 στους 1.000 υποφέρει την αγωνία ακόμη πιο οδυνηρών κεφαλαλγιών. Τα φάρμακα είναι συνήθως η θεραπεία πρώτης γραμμής για αυτές και άλλες νευρολογικές καταστάσεις, με εγχείρηση βαθιάς εγκεφαλικής διέγερσης - όπου ένας χειρούργος σπάει το κρανίο του ασθενούς και τοποθετεί μικροσκοπικά ηλεκτρόδια στον ιστό του εγκεφάλου ως ένα είδος «εγκεφαλικού βηματοδότη» - μερικές φορές χρησιμοποιείται ως τελευταίο θέρετρο.
σχετικό περιεχόμενο
- Η σύνδεση πολλαπλών μυαλών θα μπορούσε να βοηθήσει τα κατεστραμμένα εγκέφαλα να επουλωθούν
Τι θα συμβεί αν, αντί για θεραπευτικά προγράμματα φαρμάκων που προκαλούν παρενέργειες ή διηθητικές χειρουργικές επεμβάσεις, οι παθήσεις αυτές θα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν με την ανώδυνη διέγερση του εγκεφάλου από το εξωτερικό του κρανίου;
"Τι γίνεται αν υπάρχει ένας τρόπος για να γίνει αυτό μη επεμβατικά;" Ο Ian Graham, πτυχιούχος βιοϊατρικής μηχανικής στο πανεπιστήμιο Johns Hopkins, αναρωτήθηκε αφού είδε μια πολύωρη χειρουργική διέγερση εγκεφάλου για κατάθλιψη.
Η διακρατική διέγερση ή η τόνωση του εγκεφάλου από το εξωτερικό του κρανίου έχει γίνει μια από τις πιο καυτές περιοχές της βιοϊατρικής μηχανικής. Η μέθοδος συνήθως γίνεται με δύο τρόπους. Μία τεχνική, που ονομάζεται διέγερση συνεχούς ρεύματος, χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια τοποθετημένα στο τριχωτό της κεφαλής για την αποστολή ηλεκτρικών σημάτων στον εγκέφαλο. Η άλλη, που ονομάζεται διακρανιακή μαγνητική διέγερση, χρησιμοποιεί μαγνητικό πηνίο στο τριχωτό της κεφαλής για να παράγει ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο. Διαφορετικές θέσεις του εγκεφάλου διεγείρονται σε διαφορετικές εντάσεις και συχνότητες με βάση την κατάσταση που αντιμετωπίζεται. Ενώ κανείς δεν είναι σίγουρος ακριβώς πώς η εγκεφαλική διέγερση βελτιώνει τις παθήσεις του Πάρκινσον και άλλες καταστάσεις, εννοείται ότι η διέγερση μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο που οι νευρώνες πυροβολούν και μπορούν να ρυθμίζουν τους νευροδιαβιβαστές όπως η σεροτονίνη και η ντοπαμίνη.
Ο Graham και άλλοι βιοϊατρικοί μηχανικοί του Johns Hopkins εφευρέθηκαν ένα κεφάλι που χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια για να διεγείρει τους εγκεφάλους των ασθενών με νόσο του Πάρκινσον. Η συσκευή STIMband, η οποία θα ξεκινήσει κλινικές δοκιμές αργότερα εντός του έτους ή στις αρχές του επόμενου έτους, προορίζεται να χρησιμοποιηθεί στο σπίτι, η οποία την αποκλείει από άλλες διακρανιακές συσκευές διέγερσης. Οι φοιτητές ελπίζουν ότι θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση μερικών από τα πιο εξουθενωτικά συμπτώματα του Πάρκινσον, συμπεριλαμβανομένων των προβλημάτων τρόμου και ισορροπίας. Νωρίτερα αυτό το μήνα, η STIMband κέρδισε το βραβείο δεύτερης θέσης των $ 5.000 στο εθνικό βραβείο σχεδιασμού BMEidea της VentureWell για φοιτητές βιοϊατρικής και βιοϊατρικής.
Οι μαθητές που δημιούργησαν το STIMband: ο Ian Graham, ο Melody Tan, ο Erin Reisfeld, ο Shruthi Rajan και ο David Blumenstyk. (Πανεπιστήμιο Johns Hopkins). Με το STIMband, οι μαθητές τοποθετούν τα ηλεκτρόδια σε θέσεις γνωστές από τη μοντελοποίηση του υπολογιστή για να διεγείρουν μέρη του εγκεφάλου που επηρεάζονται από τη νόσο του Πάρκινσον. Παρατήρησαν ότι οι ασθενείς που συμμετείχαν στις μελέτες του Johns Hopkins σχετικά με τη διέγερση διακρατικού συνεχούς ρεύματος και εντυπωσιάστηκαν από τα αποτελέσματα.
"Έχω δει έναν ασθενή να μπαίνει και μετά την θεραπεία έπρεπε να υπογράψει το όνομά του", λέει ο Graham. "Είπε ότι δεν ήταν σε θέση να γράψει έτσι σε χρόνια."
Οι μαθητές συναντήθηκαν με ασθενείς στην κλινική του νοσοκομείου του Parkinson εδώ και πολλούς μήνες για να συγκεντρώσουν δεδομένα σχετικά με το τι πραγματικά χρειάζονται οι άνθρωποι σε μια συσκευή στο σπίτι. Τελικά, ήρθε με ένα σχέδιο μπαταρίας που βασίζεται περίπου σε ένα καπελάκι μπέιζμπολ, το οποίο μπορεί εύκολα να γλιστρήσει και να ελεγχθεί με ένα μεγάλο κουμπί.
Η θεραπεία STIMband θα ξεκινούσε στο γραφείο του νευρολόγου, όπου η συσκευή θα προσαρμόζεται στον ασθενή. Ο ασθενής θα πήγαινε στη συνέχεια στο σπίτι της STIMband και θα το χρησιμοποιούσε για 20 λεπτά την ημέρα, κάθε μέρα. Η θεραπεία θα μπορούσε ενδεχομένως να τροποποιηθεί με βάση τα επιμέρους αποτελέσματα, αλλά ο Graham λέει ότι οι ασθενείς πιθανότατα θα χρησιμοποιήσουν το STIMband επ 'αόριστον, εφ' όσον βλέπουν θετικά αποτελέσματα.
"Δεδομένου ότι η PD [νόσος του Parkinson] είναι εκφυλιστική και η STIMband δρα διαφορετικά από το φάρμακο, θα πρέπει να αποδειχθεί επωφελής και για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα", λέει ο Graham. "Δυστυχώς αυτή η χρονική περίοδος είναι ακόμα άγνωστη".
Εάν οι δοκιμές STIMband αποδειχθούν επιτυχείς, η ομάδα ελπίζει να επιτύχει την έγκριση της FDA. Η συσκευή θα κοστίσει πιθανώς μεταξύ $ 600 και $ 1.000, ανάλογα με τις επιλογές υλικών.
Η διακρατική διέγερση μελετάται σήμερα από ερευνητές ως θεραπεία για νευρολογικές και νευροψυχιατρικές παθήσεις, όπως η επιληψία, το εγκεφαλικό επεισόδιο, το σύνδρομο Tourette, η κατάθλιψη και η μανία, η ημικρανία, η σχιζοφρένεια, οι διατροφικές διαταραχές, η δυστονία (οδυνηρή ακούσια μυϊκή συστολή) και ο χρόνιος πόνος. Αλλά ο FDA έχει εγκρίνει μόνο τη διακρατική μαγνητική διέγερση για την αντοχή στην φαρμακευτική αγωγή.
"Δεν πρόκειται για τοποθέτηση μαγνητών ψυγείου στα κεφάλια των ανθρώπων", λέει ο νευρολόγος David Brock, ιατρικός διευθυντής της Neuronetics, που παράγει το NeuroStar, μια διακρατική συσκευή μαγνητικής διέγερσης για κατάθλιψη. Η θεραπεία με NeuroStar χορηγείται σε ιατρείο. Για μια περίοδο τεσσάρων έως έξι εβδομάδων, οι ασθενείς έρχονται πέντε ημέρες την εβδομάδα για περιόδους 45 λεπτών. Κάθονται σε μια καρέκλα διαβάζοντας ή ακούγοντας μουσική, ενώ η συσκευή, τοποθετημένη πάνω από την αριστερή πλευρά του μετώπου, διεγείρει τον αριστερό προμετωπιαίο φλοιό τους.
Οι άνθρωποι συχνά θεωρούν λανθασμένα ότι η διακρατική διέγερση είναι μια εναλλακτική θεραπεία, λέει ο Brock, αλλά στην πραγματικότητα υποστηρίζεται από κλινικά δεδομένα. Οι μελέτες δείχνουν ότι περίπου το 30 έως 40 τοις εκατό των ασθενών με κατάθλιψη που αντιμετωπίζουν ανθεκτικότητα στη θεραπεία πηγαίνουν σε ύφεση μετά τη χρήση του NeuroStar, ενώ περισσότεροι έχουν κάποια βελτίωση των συμπτωμάτων.
Παροχή ασθενούς που χρησιμοποιεί συσκευή NeuroStar (Νευρωνικά) Ούτε η διακρατική διέγερση όπως η ηλεκτροσπασμοθεραπεία (ECT) ή η «θεραπεία σοκ», η στιγματισμένη αλλά συχνά εξαιρετικά αποτελεσματική θεραπεία κατάθλιψης που χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να προκαλέσει κρίση. Σε αντίθεση με την ECT, η διακρανιακή διέγερση δεν προκαλεί κρίση και δεν απαιτεί γενική αναισθησία ή διαμονή σε νοσοκομείο. Είναι επίσης απαλλαγμένο από πιο γνωστές παρενέργειες της ECT, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας μνήμης και της σύγχυσης.
Ο Brock λέει ότι η διακρατική διέγερση θα γίνει σίγουρα μια εγκεκριμένη θεραπεία για άλλες καταστάσεις τα επόμενα χρόνια, όταν οι ερευνητές εντοπίσουν τη σωστή θέση και ένταση για να αντιμετωπίσουν το ζήτημα. "[Η διακρανιακή διέγερση] είναι πολύ σαν ένα ελβετικό μαχαίρι στρατού", λέει. "Έχουμε καταλάβει πώς να χρησιμοποιήσουμε τη λεπίδα, αλλά δεν έχουμε καταλάβει πώς να χρησιμοποιήσουμε όλα τα άλλα εργαλεία ακόμα."
