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由加州大学伯克利分校科学家研发的一种新型神经刺激器，可以同时监测和刺激人体大脑中的电信号，这是全球首次基于神经信号记录的闭环系统成功实现人体反应时间的延长。
这项研究于12月31日，最新发表在《Nature Biomedical Engineering》期刊上，研究阐述了一种新型大脑起搏器——无线无伪差神经调节器（WAND），这种装置能监测人体的脑电活动，并在异常情况出现时发出电刺激，未来有望成为癫痫或帕金森病等神经系统疾病的标准疗法！
这种新型装置为各种神经疾病导致的衰弱性震颤或癫痫发作的治疗提供了一个全新的选择。令人十分惊喜的是，与其他研究中的闭环治疗装置相比，WAND能记录超过128个通道/节点的脑电活动，数量是其他器械的16倍！ WAND的基本构造
一直以来，科学家们一直在寻找能够同时刺激和记录大脑中电信号的方法，希望通过更为强大的电脉冲信号来覆盖大脑的异常电信号。以往研发的深部脑神经刺激器，要么容易在传递电刺激的时候停止记录，要么就是记录的信号并非来源于施加刺激大脑部位。
为了创造出闭环式电刺激疗法，达到治疗帕金森病和癫痫等各种神经系统疾病的目的，同时进行神经记录和刺激非常重要，目前没有任何一种医疗器械能够达到这个要求。
而最新研发的无线、自发装置WAND实现了这一点。由于这个装置是闭环的，因此它可以在电刺激的同时记录数据，实时调整参数。研究人员设计了WAND定制集成电路，可以记录来自细微脑电波和强烈电脉冲全部信号。 WAND定制集成电路
其芯片设计使得WAND能在去除电脉冲信号的干扰下，清晰的记录来自脑电波的信号。 WAND芯片设计 WAND一旦成功对震颤或癫痫的发作迹象进行识别，就可以自动的调节电刺激参数以防止患者体内不必要的电生理活动。
为了证明这个装置的效果，研究团队在恒河猴模型动物中进行了实验。研究证实，通过WAND，能够识别和延迟恒河猴的特定手臂动作！ WAND能识别和延迟恒河猴特定动作 实验中，受试者被要求使用操纵杆将光标移动到特定位置。结果证明，当受试者准备进行运动时，WAND装置能够检测其产生的神经信号，然后传递能够延迟动作的电刺激。 通过实现同时刺激和记录大脑的同一个区域，未来我们可以确切的知道在治疗的过程中大脑发生了什么。相比而言，其他现有设备仅能记录较小的脑电波信号，并且会被较大的电刺激脉冲淹没，使得这类信号难以重建。 睡觉期间的脑信号记录 根据研究人员的设想，通过这种新型装置，将芯片嵌入到位于头外部的底架中。每个芯片就可以通过64个电极监测大脑中的电活动，并同步释放电刺激，以预防癫痫或帕金森的发作。 癫痫或帕金森等疾病的治疗示意 但是，震颤或者是癫痫发作前的电流特征可能是极其微妙的，并且用以防止发作的电流刺激的频率和强度也同样需要十分的敏感。 因此，在这个装置可以产生最佳的治疗效果前，研究人员可能还要花费非常长的时间进行微小的调整。 参考资料 A wireless and artefact-free 128-channel neuromodulation device for closed-loop stimulation and recording in non-human primates DOI: 10.1038/s41551-018-0323-x ——本期完—— 我们（医世象，微信ID：medhealife） 致力于癌症、慢病、妇幼等领域的科研成果报道，以及科普知识的传播； 关注于肿瘤、妇幼、病理、检验、内科等科室的最新资讯及政策指导； 为医生、患者以及相关科研机构人员提供最新的实讯； 为医学惠民贡献一份力量。 |
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