इंजीनियरों ने एक वायरलेस 'ब्रेन पेसमेकर' तैयार किया है जो तंत्रिका संबंधी विकारों से पीड़ित रोगियों में झटके या दौरे का पता लगा सकता है और उन्हें रोक सकता है।
विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार (कौन) मस्तिष्क संबंधी विकार दुनिया भर में एक अरब से अधिक लोगों को प्रभावित करता है और यह सालाना 6 मिलियन से अधिक मौतों का कारण बनता है। इन विकारों में मिर्गी, अल्जाइमर रोग, ब्रेन स्ट्रोक या चोट और पार्किंसंस रोग. इन रोगों का प्रभाव विकसित और विकासशील दोनों देशों में मौजूद है और कई बार उचित स्वास्थ्य प्रणाली, प्रशिक्षित कर्मियों या अन्य कारकों की कमी के कारण उपचार उपलब्ध नहीं होता है। विश्व की जनसंख्या बूढ़ी हो रही है और विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, अगले 30-40 वर्षों में आधी से अधिक जनसंख्या 65 वर्ष से अधिक आयु की होगी। यह समझना अत्यावश्यक है कि निकट भविष्य में तंत्रिका संबंधी विकार एक बहुत बड़ा स्वास्थ्य बोझ बनने जा रहे हैं
दिमाग के लिए 'पेसमेकर'
यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया बर्कले यूएसए के इंजीनियरों ने एक नया न्यूरोस्टिम्यूलेटर डिजाइन किया है जो एक साथ सुन सकता है ('रिकॉर्ड') और मस्तिष्क के अंदर विद्युत प्रवाह को उत्तेजित ('डिलीवर') भी कर सकता है। इस तरह के उपकरण विशेष रूप से पार्किंसंस रोग और मिर्गी के न्यूरोलॉजिकल विकारों से पीड़ित रोगियों के लिए एक सिद्ध व्यक्तिगत उपचार प्रदान कर सकते हैं। डिवाइस WAND (WAND) गढ़ा गया हैवायरलेस आर्टिफैक्ट-मुक्त न्यूरोमॉड्यूलेशन डिवाइस), और इसे 'मस्तिष्क पेसमेकर' हार्ट पेसमेकर के समान - एक छोटा, बैटरी से चलने वाला उपकरण जो यह समझने में सक्षम है कि दिल कब अनियमित रूप से धड़क रहा है और फिर वांछित सही गति प्राप्त करने के लिए हृदय को संकेत देता है। इसी तरह, मस्तिष्क पेसमेकर मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि की वायरलेस और स्वायत्त रूप से निगरानी करने में सक्षम है और एक बार जब उसने झटके के संकेतों या विशेषताओं की पहचान करना सीख लिया है या जब्ती मस्तिष्क में, डिवाइस 'सही' विद्युत उत्तेजना प्रदान करके उत्तेजना मापदंडों को स्व-समायोजित कर सकता है जब कुछ क्रम में नहीं होता है। यह एक क्लोज्ड लूप सिस्टम है जो रिकॉर्ड करने के साथ-साथ उत्तेजित भी कर सकता है और वास्तविक समय में विभिन्न मापदंडों को समायोजित करने में सक्षम है। WAND एक क्लोज्ड-लूप सिस्टम में 125 से अधिक चैनलों पर मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने में सक्षम है। एक व्यावहारिक प्रदर्शन के लिए, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि WAND प्राइमेट बंदरों (रीसस मकाक) में अत्यंत विशिष्ट हाथ आंदोलनों को सफलतापूर्वक विलंबित करने के लिए उचित उपाय करने और पहचानने में सक्षम था।
पिछले उपकरणों के साथ चुनौतियां
न्यूरोलॉजिकल स्थिति वाले रोगी के लिए सही चिकित्सा खोजने में प्रमुख चुनौतियों में से एक है पहले एक प्रक्रिया खोजने की लंबी अवधि और फिर इसमें शामिल उच्च लागत। ऐसा कोई भी उपकरण रोगियों में झटके या सीज़र को बहुत प्रभावी ढंग से रोक सकता है। हालांकि, वास्तविक जब्ती या झटके से पहले आने वाले विद्युत हस्ताक्षर अत्यंत सूक्ष्म होते हैं। साथ ही, वांछित विद्युत उत्तेजना की आवृत्ति और शक्ति जो इन झटकों या दौरे को रोकने की क्षमता रखती है, वह भी बहुत संवेदनशील होती है। यही कारण है कि विशेष रोगियों के लिए छोटे समायोजन आमतौर पर इस तरह के किसी भी उपकरण को एक इष्टतम उपचार प्रदान करने में सक्षम होने में वर्षों लगते हैं। यदि इन चुनौतियों का पर्याप्त रूप से सामना किया जाता है, तो परिणामों और पहुंच में निश्चित वृद्धि हो सकती है।
में प्रकाशित एक नए अध्ययन में प्रकृति बायोमेडिकल इंजीनियरिंग, शोधकर्ता चाहते थे कि डिवाइस एक इष्टतम उत्तेजना प्रदान करके एक मरीज के लिए सर्वोत्तम संभव परिणाम दे। यह केवल पैटर्न या तंत्रिका हस्ताक्षरों को सुनने और रिकॉर्ड करने से ही प्राप्त किया जा सकता है। लेकिन, विद्युत संकेतों को रिकॉर्ड करना और उत्तेजित करना बहुत चुनौतीपूर्ण होता है क्योंकि उत्तेजना द्वारा दिए जाने वाले बड़े स्पंदन मस्तिष्क में विद्युत संकेतों को प्रभावित कर सकते हैं। वर्तमान गहरे मस्तिष्क उत्तेजक के साथ समस्या यह है कि वे 'रिकॉर्ड' करने में असमर्थ हैं और साथ ही मस्तिष्क के उसी क्षेत्र में 'उत्तेजना' प्रदान करते हैं। यह पहलू किसी भी बंद-लूप चिकित्सा के लिए सबसे महत्वपूर्ण है और ऐसा कोई उपकरण वर्तमान में वाणिज्यिक या अन्यथा उपलब्ध नहीं है।
यह वह जगह है जहाँ WAND की असाधारणता तस्वीर में आती है। शोधकर्ताओं ने वैंड अनुकूलित सर्किट तैयार किए जो सूक्ष्म मस्तिष्क तरंगों के साथ-साथ मजबूत विद्युत स्पंदनों से पूर्ण संकेतों को 'रिकॉर्ड' कर सकते हैं। विद्युत स्पंदनों से संकेत के घटाव के परिणामस्वरूप मस्तिष्क तरंगों से एक स्पष्ट संकेत प्राप्त होता है जो कोई भी मौजूदा उपकरण करने में सक्षम नहीं है। इस प्रकार, मस्तिष्क के एक ही क्षेत्र में एक साथ उत्तेजना और रिकॉर्डिंग हमें सटीक घटनाओं के बारे में बताती है जिनका उपयोग एक आदर्श चिकित्सा को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है। WAND विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए पुन: प्रोग्रामिंग की अनुमति देता है। बंदरों पर एक जीवंत प्रयोग में, WAND उपकरण तंत्रिका संकेतों का पता लगाने में कुशल था और तब वांछित विद्युत उत्तेजना देने में सक्षम था। पहली बार, इन दोनों कार्यों को एक साथ करने के लिए एक बंद-लूप प्रणाली का प्रदर्शन किया गया है।
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स्रोत (रों)
झोउ ए एट अल 2018. गैर-मानव प्राइमेट में बंद-लूप उत्तेजना और रिकॉर्डिंग के लिए एक वायरलेस और आर्टिफैक्ट-मुक्त 128-चैनल न्यूरोमोड्यूलेशन डिवाइस। प्रकृति बायोमेडिकल इंजीनियरिंग.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x
