ໄຮ້ສາຍ ''ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຈັງຫວະສະໝອງ'' ທີ່ສາມາດກວດຫາ ແລະປ້ອງກັນການຊັກໄດ້

Engineers have designed a wireless ‘brain ເຄື່ອງຈັງຫວະ’ which can detect and prevent tremors or seizures in patients suffering from neurological disorders

ອີງຕາມອົງການອະນາໄມໂລກ (ສ.WHO) ຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງລະບົບປະສາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງຕື້ຄົນໃນທົ່ວໂລກແລະມັນເຮັດໃຫ້ຫຼາຍກວ່າ 6 ລ້ານຄົນເສຍຊີວິດຕໍ່ປີ. ຄວາມຜິດປົກກະຕິເຫຼົ່ານີ້ປະກອບມີພະຍາດບ້າຫມູ, ພະຍາດ Alzheimer, ເສັ້ນເລືອດຕັນໃນສະຫມອງຫຼືການບາດເຈັບແລະ ພະຍາດ Parkinson ຂອງ. ຜົນກະທົບຂອງພະຍາດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຢູ່ໃນປະເທດທີ່ພັດທະນາແລ້ວແລະກໍາລັງພັດທະນາແລະຫຼາຍຄັ້ງການປິ່ນປົວແມ່ນບໍ່ມີຍ້ອນການຂາດລະບົບສຸຂະພາບທີ່ເຫມາະສົມ, ພະນັກງານທີ່ໄດ້ຮັບການຝຶກອົບຮົມຫຼືປັດໃຈອື່ນໆ. ປະຊາກອນໂລກແມ່ນຜູ້ສູງອາຍຸແລະອີງຕາມ WHO, ໃນ 30-40 ປີຂ້າງຫນ້າ, ຫຼາຍກວ່າເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງປະຊາກອນຈະມີອາຍຸຫຼາຍກວ່າ 65 ປີ. ມັນເປັນສິ່ງ ຈຳ ເປັນທີ່ຈະຕ້ອງເຂົ້າໃຈວ່າຄວາມຜິດປົກກະຕິທາງປະສາດຈະເປັນພາລະດ້ານສຸຂະພາບອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້

ເປັນ 'ເຄື່ອງກະຕຸ້ນ' ສໍາລັບສະຫມອງ

ວິສະວະກອນຈາກມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍ Berkeley ສະຫະລັດອາເມລິກາໄດ້ອອກແບບ neurostimulator Novell ທີ່ສາມາດຟັງພ້ອມໆກັນ ('ບັນທຶກ') ແລະຍັງກະຕຸ້ນ ('ສົ່ງ') ກະແສໄຟຟ້າພາຍໃນສະຫມອງ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວສາມາດສະຫນອງການປິ່ນປົວສ່ວນບຸກຄົນທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບຄົນເຈັບທີ່ທົນທຸກຈາກຄວາມຜິດປົກກະຕິທາງ neurological ໂດຍສະເພາະພະຍາດ Parkinson ແລະພະຍາດບ້າຫມູ. ອຸ​ປະ​ກອນ​ດັ່ງ​ກ່າວ​ແມ່ນ coined WAND (wireless artifact-free neuromodulation device), ແລະ​ມັນ​ສາ​ມາດ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ເອີ້ນ​ວ່າ​ເປັນ '.ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຈັງຫວະສະໝອງ’ similar to the heart ເຄື່ອງຈັງຫວະ – a tiny, battery-operated device which is able to sense when the heart is beating irregularly and then delivers a signal to the heart to achieve the desired correct pace. Similarly, the brain ເຄື່ອງຈັງຫວະ is able to wirelessly and autonomously monitor the brain’s electrical activity and once it has learned to identify signs or features of a tremor or seizure ໃນສະຫມອງ, ອຸປະກອນສາມາດປັບຕົວກໍານົດການກະຕຸ້ນດ້ວຍຕົນເອງໂດຍການສົ່ງການກະຕຸ້ນໄຟຟ້າ 'ທີ່ຖືກຕ້ອງ' ເມື່ອບາງສິ່ງບາງຢ່າງບໍ່ຢູ່ໃນຄໍາສັ່ງ. ມັນ​ເປັນ​ລະ​ບົບ loop ປິດ​ທີ່​ສາ​ມາດ​ບັນ​ທຶກ​ເຊັ່ນ​ດຽວ​ກັນ​ກັບ​ການ​ກະ​ຕຸ້ນ​ແລະ​ສາ​ມາດ​ປັບ​ຕົວ​ກໍາ​ນົດ​ການ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ແທ້​ຈິງ​. WAND ສາມາດບັນທຶກການເຄື່ອນໄຫວໄຟຟ້າໃນສະຫມອງໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 125 ຊ່ອງທາງໃນລະບົບວົງປິດ. ສໍາລັບການສາທິດພາກປະຕິບັດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ WAND ສາມາດຮັບຮູ້ແລະໃຊ້ມາດຕະການທີ່ເຫມາະສົມເພື່ອຊັກຊ້າການເຄື່ອນໄຫວແຂນສະເພາະຢ່າງສໍາເລັດຜົນໃນລີງ primate (rhesus macaques).

ສິ່ງທ້າທາຍກັບອຸປະກອນທີ່ຜ່ານມາ

ຫນຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນໃນການຊອກຫາການປິ່ນປົວທີ່ຖືກຕ້ອງສໍາລັບຄົນເຈັບທີ່ມີສະພາບທາງ neurological ແມ່ນໄລຍະເວລາອັນຍາວນານຂອງການຊອກຫາຂັ້ນຕອນທໍາອິດແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວສາມາດປ້ອງກັນການສັ່ນສະເທືອນຫຼືອາການຊັກໃນຄົນເຈັບໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລາຍເຊັນໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂື້ນກ່ອນການຊັກຫຼືການສັ່ນສະເທືອນແມ່ນມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ສຸດ. ນອກຈາກນີ້, ຄວາມຖີ່ແລະຄວາມແຮງຂອງການກະຕຸ້ນໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການປ້ອງກັນການສັ່ນສະເທືອນຫຼືການຊັກເຫຼົ່ານີ້ຍັງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍ. ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ວ່າການປັບຕົວຂະຫນາດນ້ອຍສໍາລັບຄົນເຈັບໂດຍສະເພາະມັກຈະໃຊ້ເວລາຫຼາຍປີກ່ອນທີ່ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວສາມາດສະຫນອງການປິ່ນປົວທີ່ດີທີ່ສຸດ. ຖ້າສິ່ງທ້າທາຍເຫຼົ່ານີ້ຖືກບັນລຸໄດ້ຢ່າງພຽງພໍ, ຜົນໄດ້ຮັບແລະການເຂົ້າເຖິງສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງແນ່ນອນ.

ໃນການສຶກສາ ໃໝ່ ທີ່ເຜີຍແຜ່ໃນ ວິສະວະ ກຳ ຊີວະພາບ ທຳ ມະຊາດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າຕ້ອງການອຸປະກອນເພື່ອໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບຄົນເຈັບໂດຍການສະຫນອງການກະຕຸ້ນທີ່ດີທີ່ສຸດ. ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ພຽງແຕ່ໂດຍການຟັງເຊັ່ນດຽວກັນກັບການບັນທຶກຮູບແບບຫຼືລາຍເຊັນ neural. ແຕ່, ການບັນທຶກແລະການກະຕຸ້ນສັນຍານໄຟຟ້າແມ່ນມີຄວາມທ້າທາຍຫຼາຍຍ້ອນວ່າ pulsations ຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ຖືກສົ່ງໂດຍການກະຕຸ້ນສາມາດ overwhelm ສັນຍານໄຟຟ້າໃນສະຫມອງ. ບັນຫາກັບຕົວກະຕຸ້ນສະຫມອງເລິກໃນປະຈຸບັນແມ່ນວ່າພວກເຂົາບໍ່ສາມາດ 'ບັນທຶກ' ແລະໃນເວລາດຽວກັນ 'ສົ່ງ' ການກະຕຸ້ນໄປສູ່ພາກພື້ນດຽວກັນຂອງສະຫມອງ. ລັກສະນະນີ້ແມ່ນສໍາຄັນທີ່ສຸດສໍາລັບການປິ່ນປົວແບບວົງປິດໃດໆແລະບໍ່ມີອຸປະກອນດັ່ງກ່າວມີຢູ່ໃນການຄ້າຫຼືທາງອື່ນ.

ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ຄວາມພິເສດຂອງ WAND ເຂົ້າມາໃນຮູບ. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ອອກແບບວົງຈອນທີ່ກໍາຫນົດເອງ WAND ເຊິ່ງສາມາດ 'ບັນທຶກ' ສັນຍານທີ່ສົມບູນຈາກທັງສອງຄື້ນສະຫມອງທີ່ອ່ອນໂຍນເຊັ່ນດຽວກັນກັບການກະຕຸ້ນໄຟຟ້າທີ່ແຂງແຮງ. ການຫັກລົບຂອງສັນຍານຈາກ pulsations ໄຟຟ້າເຮັດໃຫ້ສັນຍານທີ່ຊັດເຈນຂຶ້ນຈາກຄື້ນຟອງສະຫມອງທີ່ບໍ່ມີອຸປະກອນທີ່ມີຢູ່ແລ້ວບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, ການກະຕຸ້ນພ້ອມໆກັນແລະການບັນທຶກໃນພາກພື້ນດຽວກັນຂອງສະຫມອງບົ່ງບອກພວກເຮົາເຫດການທີ່ແນ່ນອນທີ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອອກແບບການປິ່ນປົວທີ່ເຫມາະສົມ. WAND ອະນຸຍາດໃຫ້ reprogramming ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນການທົດລອງທີ່ມີຊີວິດຢູ່ໃນລີງ, ອຸປະກອນ WAND ມີຄວາມຊໍານິຊໍານານໃນການກວດສອບລາຍເຊັນຂອງລະບົບປະສາດແລະຫຼັງຈາກນັ້ນສາມາດສົ່ງການກະຕຸ້ນໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການ. ເປັນຄັ້ງທໍາອິດ, ລະບົບປິດ - ວົງໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນເພື່ອປະຕິບັດສອງວຽກງານນີ້ຮ່ວມກັນ.

***

{ທ່ານສາມາດອ່ານເອກະສານການຄົ້ນຄວ້າຕົ້ນສະບັບໄດ້ໂດຍການຄລິກທີ່ລິ້ງ DOI ທີ່ໃຫ້ໄວ້ຂ້າງລຸ່ມນີ້ໃນລາຍຊື່ແຫຼ່ງທີ່ອ້າງອີງ}

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ (s)

Zhou A et al 2018. ອຸປະກອນ neuromodulation 128-channel ແບບໄຮ້ສາຍແລະ artefact-free ສໍາລັບການກະຕຸ້ນວົງປິດແລະການບັນທຶກໃນ primates ທີ່ບໍ່ແມ່ນຂອງມະນຸດ. ວິສະວະ ກຳ ຊີວະພາບ ທຳ ມະຊາດ.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x