Η κατάθλιψη είναι μια πανδημία στις μέρες μας. Ίσως πάντα να ήταν, αλλά η εκάστοτε καθημερινότητα να αποσπούσε τον άνθρωπο από το να την αναγνωρίσει, να την ερευνήσει, να την κοιτάξει κατάματα. Παλιότερα υπήρχε ο κανόνας του «έλα ρε, μην είσαι έτσι, ανέβα λίγο», αυτή η τοξική θετικότητα. Στα χρόνια μας η κατάθλιψη είναι κάτι με το οποίο συνδιαλεγόμαστε πιο πολύ και η ίδια η επιστήμη ψάχνει τρόπους να βοηθήσει τον άνθρωπο. Κι αυτός ο διεγέρτης εγκεφάλου ίσως είναι μια τεράστια καινοτομία.
Χάρη στην πρωτοποριακή τεχνολογία μεταφοράς μαγνητοηλεκτρικής ενέργειας, η συσκευή μεγέθους μπιζελιού μπορεί να τροφοδοτηθεί ασύρματα μέσω ενός εξωτερικού πομπού και να χρησιμοποιηθεί για την τόνωση του εγκεφάλου μέσω της μήνιγγας – της προστατευτικής μεμβράνης που είναι προσαρτημένη στο κάτω μέρος του κρανίου.
Ο διεγέρτης εγκεφάλου, γνωστός ως Digitally programmable Over-brain Therapeutic (DOT), θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη θεραπεία για την ανθεκτική στα φάρμακα κατάθλιψη και άλλες ψυχιατρικές ή νευρολογικές διαταραχές παρέχοντας μια θεραπευτική εναλλακτική λύση που προσφέρει μεγαλύτερη αυτονομία και προσβασιμότητα στον ασθενή από τις τρέχουσες θεραπείες που βασίζονται στη νευροδιέγερση και είναι λιγότερο επεμβατική από άλλες διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI).
«Σε αυτή τη μελέτη δείχνουμε ότι η συσκευή μας, στο μέγεθος ενός μπιζελιού, μπορεί να ενεργοποιήσει τον κινητικό φλοιό, με αποτέλεσμα ο ασθενής να κινεί το χέρι του», λέει ο Τζέικομπ Ρόμπινσον, καθηγητής ηλεκτρολογίας και μηχανικής υπολογιστών και βιομηχανικής στο Πανεπιστήμιο Ράις. «Στο μέλλον, μπορούμε να τοποθετήσουμε το εμφύτευμα πάνω από άλλα μέρη του εγκεφάλου, όπως ο προμετωπιαίος φλοιός, όπου αναμένουμε να βελτιώσουμε την εκτελεστική λειτουργία σε άτομα με κατάθλιψη ή άλλες διαταραχές».
Οι υπάρχουσες εμφυτεύσιμες τεχνολογίες για τη διέγερση του εγκεφάλου τροφοδοτούνται από σχετικά μεγάλες μπαταρίες που πρέπει να τοποθετηθούν κάτω από το δέρμα σε άλλο σημείο του σώματος και να συνδεθούν με τη συσκευή διέγερσης μέσω μακριών καλωδίων.
Τέτοιοι σχεδιαστικοί περιορισμοί απαιτούν χειρουργική επέμβαση και υποβάλλουν το άτομο σε μεγαλύτερο βάρος εμφύτευσης υλικού, κινδύνους θραύσης ή αστοχίας του καλωδίου και την ανάγκη για μελλοντικές επεμβάσεις αντικατάστασης μπαταρίας.
«Εξαλείψαμε την ανάγκη για μπαταρία τροφοδοτώντας ασύρματα τη συσκευή χρησιμοποιώντας έναν εξωτερικό πομπό», λέει ο Τζοσουά Γούντ, μεταπτυχιακός φοιτητής ηλεκτρολόγων μηχανικών στο εργαστήριο του Ρόμπινσον και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Science Advances.
Η τεχνολογία διεγέρτη εγκεφάλου βασίζεται σε ένα υλικό που μετατρέπει τα μαγνητικά πεδία σε ηλεκτρικούς παλμούς. Αυτή η διαδικασία μετατροπής είναι πολύ αποτελεσματική σε μικρές κλίμακες και έχει καλή ανοχή κακής ευθυγράμμισης, που σημαίνει ότι δεν απαιτεί πολύπλοκους ή λεπτούς ελιγμούς για την ενεργοποίηση και τον έλεγχο. Η συσκευή έχει πλάτος 9 χιλιοστών και μπορεί να δώσει 14,5 βολτ διέγερσης.
«Το εμφύτευμά μας παίρνει όλη την ενέργειά του μέσω αυτού του μαγνητοηλεκτρικού φαινομένου», λέει ο Ρόμπινσον, ο οποίος είναι ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Motif, μιας startup που εργάζεται για να φέρει τη συσκευή στην αγορά. «Η φυσική αυτής της μεταφοράς ενέργειας το καθιστά πολύ πιο αποτελεσματικό από οποιαδήποτε άλλη ασύρματη τεχνολογία μεταφοράς ενέργειας υπό αυτές τις συνθήκες».
Η Motif είναι μία από τις πολλές εταιρείες νευροτεχνολογίας που διερευνούν τη δυνατότητα των BCI να φέρουν επανάσταση στις θεραπείες για νευρολογικές διαταραχές.
« Η νευροδιέγερση είναι το κλειδί για την ενεργοποίηση θεραπειών στον χώρο της ψυχικής υγείας όπου οι παρενέργειες των φαρμάκων και η έλλειψη αποτελεσματικότητας αφήνουν πολλούς ανθρώπους χωρίς επαρκείς επιλογές θεραπείας», λέει ο Ρόμπινσον.
Οι ερευνητές δοκίμασαν προσωρινά τη συσκευή διεγέρτη εγκεφάλου σε έναν ασθενή, χρησιμοποιώντας τη για να διεγείρουν τον κινητικό φλοιό – το τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την κίνηση – και δημιουργώντας μια απόκριση κίνησης του χεριού. Στη συνέχεια έδειξαν ότι η συσκευή διασυνδέεται με τον εγκέφαλο σταθερά για διάρκεια 30 ημερών σε χοίρους.
«Αυτό δεν είχε γίνει στο παρελθόν επειδή η ποιότητα και η ισχύς του σήματος που απαιτούνταν για την διέγερση του εγκεφάλου μέσω της μήνιγγας ήταν προηγουμένως αδύνατες με την ασύρματη μεταφορά ενέργειας για τόσο μικρά εμφυτεύματα», λέει ο Γούντς.
Ο Ρόμπινσον οραματίζεται την τεχνολογία να χρησιμοποιείται από την άνεση του σπιτιού. Ένας γιατρός θα συνταγογραφούσε τη θεραπεία και θα παρείχε οδηγίες για τη χρήση της συσκευής, αλλά οι ασθενείς θα διατηρούσαν τον πλήρη έλεγχο του τρόπου χορήγησης της θεραπείας.
Η εμφύτευση θα απαιτούσε μια ελάχιστα επεμβατική διαδικασία 30 λεπτών που θα τοποθετούσε τη συσκευή στο οστό πάνω από τον εγκέφαλο. Τόσο το εμφύτευμα όσο και η τομή θα ήταν ουσιαστικά αόρατα και ο ασθενής θα πήγαινε σπίτι την ίδια μέρα.
«Όταν σκέφτεστε έναν βηματοδότη , είναι ένα πολύ συνηθισμένο μέρος της καρδιακής φροντίδας», λέει ο Σαμίρ Σέλθ, καθηγητής και αντιπρόεδρος της έρευνας, στο Baylor College of Medicine.
«Στις νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές, το αντίστοιχο είναι η εν τω βάθει εγκεφαλική διέγερση (DBS), η οποία ακούγεται τρομακτική και επεμβατική. Το DBS είναι στην πραγματικότητα μια αρκετά ασφαλής διαδικασία, αλλά εξακολουθεί να είναι χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο και ο αντιληπτός κίνδυνος θα θέσει ένα πολύ χαμηλό ανώτατο όριο στον αριθμό των ανθρώπων που είναι πρόθυμοι να το δεχτούν και μπορεί να ωφεληθούν από αυτό.
«Εδώ μπαίνουν τεχνολογίες όπως αυτή. Μια δευτερεύουσα διαδικασία 30 λεπτών που είναι κάτι περισσότερο από χειρουργική επέμβαση δέρματος, που γίνεται σε ένα χειρουργικό κέντρο εξωτερικών ασθενών, είναι πολύ πιο πιθανό να γίνει ανεκτή από το DBS. Έτσι, εάν μπορούμε να δείξουμε ότι είναι εξίσου αποτελεσματική με τις πιο επεμβατικές εναλλακτικές, αυτή η θεραπεία πιθανότατα θα έχει πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο στην ψυχική υγεία».
Για ορισμένες παθήσεις, για παράδειγμα, την επιληψία , η συσκευή μπορεί να χρειάζεται να είναι μόνιμα ή τις περισσότερες φορές, αλλά για διαταραχές όπως η κατάθλιψη, ένα σχήμα μερικών λεπτών διέγερσης την ημέρα θα μπορούσε να αρκεί για να επιφέρει τις επιθυμητές αλλαγές στη λειτουργία του στοχευόμενου νευρωνικού δικτύου.
Όσον αφορά τα επόμενα βήματα, ο Ρόμπινσον λέει ότι από την πλευρά της έρευνας «ενδιαφέρεται πραγματικά για την ιδέα της δημιουργίας δικτύων εμφυτευμάτων και της δημιουργίας εμφυτευμάτων που μπορούν να διεγείρουν και να καταγράφουν, ώστε να παρέχουν προσαρμοστικές εξατομικευμένες θεραπείες με βάση τις δικές σας υπογραφές του εγκεφάλου.»
Από την άποψη της θεραπευτικής ανάπτυξης, η Motif Neurotech βρίσκεται στη διαδικασία αναζήτησης έγκρισης από τον FDA για μια μακροπρόθεσμη κλινική δοκιμή σε ανθρώπους. Οι ασθενείς κ μπορούν να εγγραφούν στον ιστότοπο Motif Neurotech για να μάθουν πότε και πού θα ξεκινήσουν αυτές οι δοκιμές.
Πηγή: Πανεπιστήμιο Rice / Futurity.org
Photo Credit: Rice University
