Αρχική Special Topics Ενίσχυση της ανθρώπινης νοητικής λειτουργίας με εγκεφαλική διέγερση

Ενίσχυση της ανθρώπινης νοητικής λειτουργίας με εγκεφαλική διέγερση

0
brain
Διαφήμιση

Σύνταξη: ecozen.gr

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα και το Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης υποστηρίζουν  ότι είναι δυνατό να βελτιωθούν συγκεκριμένες λειτουργίες του ανθρώπινου εγκεφάλου, που σχετίζονται με τον αυτοέλεγχο και τη νοητική ευελιξία, μέσω τεχνητής νοημοσύνης με στοχευμένη ηλεκτρική διέγερση του εγκεφάλου. Η μελέτη δείχνει ότι αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να είναι μια νέα προσέγγιση για τη θεραπεία μιας ποικιλίας σοβαρών ψυχικών ασθενειών.

 Τα ευρήματα προέρχονται από μια  μελέτη που διεξήχθη στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης στη Βοστώνη σε 12 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση εγκεφάλου για επιληψία – μια διαδικασία που τοποθετεί εκατοντάδες μικροσκοπικά ηλεκτρόδια σε όλο τον εγκέφαλο για να καταγράψει τη δραστηριότητά του και να εντοπίσει πού προέρχονται οι κρίσεις. Ο Alik Widge, MD, PhD, επίκουρος καθηγητής ψυχιατρικής και μέλος της Ομάδας Ιατρικής Ανακάλυψης για τον Εθισμό στο U of M Medical School, είναι ο ανώτερος συγγραφέας της έρευνας που δημοσιεύτηκε στο Nature Biomedical Engineering.

Εγκεφαλική διέγερση

Σε αυτή τη μελέτη, ο Widge συνεργάστηκε με τον Sydney Cash, MD, PhD του Γενικού Νοσοκομείου Μασαχουσέτης, έναν ειδικό στην έρευνα για την επιληψία. Συμμετείχε και ο Darin Dougherty, MD, ειδικός στην κλινική διέγερση του εγκεφάλου. Οι επιστήμονες εντόπισαν μια περιοχή του εγκεφάλου – την εσωτερική κάψουλα – που βελτίωσε τη νοητική λειτουργία των ασθενών όταν διεγείρονταν με μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό το τμήμα του εγκεφάλου είναι υπεύθυνο για τον γνωστικό έλεγχο – τη διαδικασία της μετάβασης από ένα μοτίβο σκέψης ή συμπεριφορά σε ένα άλλο, το οποίο είναι εξασθενημένο στις περισσότερες ψυχικές ασθένειες.

“Ένα παράδειγμα μπορεί να περιλαμβάνει ένα άτομο με κατάθλιψη που απλά δεν μπορεί να ξεφύγει από μια “κολλημένη” αρνητική σκέψη. Επειδή είναι τόσο κεντρικό για την ψυχική ασθένεια, η εύρεση ενός τρόπου βελτίωσης θα μπορούσε να είναι ένας ισχυρός νέος τρόπος για τη θεραπεία αυτών των ασθενειών. ” είπε ο Widge.

Αλγόριθμοι

Η ομάδα ανέπτυξε αλγόριθμους, έτσι ώστε μετά από διέγερση, να μπορούν να παρακολουθούν τις ικανότητες γνωστικού ελέγχου των ασθενών, τόσο από τις ενέργειές τους όσο και απευθείας από την εγκεφαλική τους δραστηριότητα. Ο ελεγκτής παρείχε ώθηση διέγερσης κάθε φορά που οι ασθενείς τα πήγαιναν χειρότερα σε μια εργαστηριακή δοκιμή γνωστικού ελέγχου.

Το παράδειγμα του ηλεκτρικού ποδήλατου

«Αυτό το σύστημα μπορεί να διαβάσει τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, να «αποκωδικοποιήσει» πότε ένας ασθενής αντιμετωπίζει δυσκολίες και να εφαρμόσει μια μικρή έκρηξη ηλεκτρικής διέγερσης στον εγκέφαλο για να τον ενισχύσει πέρα ​​από αυτή τη δυσκολία», είπε ο Widge. “Η αναλογία που χρησιμοποιώ συχνά είναι ένα ηλεκτρικό ποδήλατο. Όταν κάποιος κάνει πετάλι αλλά δυσκολεύεται, το ποδήλατο το αντιλαμβάνεται και το αυξάνει. Έχουμε φτιάξει το αντίστοιχο για την ανθρώπινη διανοητική λειτουργία.”

Η μελέτη είναι η πρώτη που δείχνει ότι:

  • Μια συγκεκριμένη ανθρώπινη νοητική λειτουργία που συνδέεται με ψυχικές ασθένειες μπορεί να βελτιωθεί αξιόπιστα χρησιμοποιώντας ακριβώς στοχευμένη ηλεκτρική διέγερση.
  • Υπάρχουν συγκεκριμένα υποτμήματα της δομής του εγκεφάλου της εσωτερικής κάψουλας που είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά για τη γνωστική ενίσχυση και
  • Ένας αλγόριθμος closed – loop που χρησιμοποιήθηκε ως ελεγκτής ήταν δύο φορές πιο αποτελεσματικός από τον ερεθισμό σε τυχαίους χρόνους.

Αποτελέσματα

Μερικοί από τους ασθενείς είχαν σημαντικό άγχος εκτός από την επιληψία τους. Όταν τους δόθηκε το γνωστικό ερέθισμα, ανέφεραν ότι το άγχος τους βελτιώθηκε, επειδή ήταν πιο ικανοί να απομακρύνουν τις σκέψεις τους από τη στενοχώρια τους και να επικεντρωθούν σε αυτό που ήθελαν. Ο Widge λέει ότι αυτό υποδηλώνει ότι αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για θεραπεία ασθενών με σοβαρό και ανθεκτικό στα φάρμακα άγχος, κατάθλιψη ή άλλες διαταραχές.

“Αυτή θα μπορούσε να είναι μια εντελώς νέα προσέγγιση στη θεραπεία ψυχικών ασθενειών. Αντί να προσπαθούμε να καταστείλουμε τα συμπτώματα, θα μπορούσαμε να δώσουμε στους ασθενείς ένα εργαλείο που τους επιτρέπει να ελέγχουν το μυαλό τους”, είπε ο Widge.

Η ερευνητική ομάδα προετοιμάζεται τώρα για κλινικές δοκιμές. Επειδή ο στόχος για τη βελτίωση του γνωστικού ελέγχου έχει ήδη εγκριθεί από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων για τη βαθιά διέγερση του εγκεφάλου, ο Widge λέει ότι αυτή η έρευνα μπορεί να γίνει με υπάρχοντα εργαλεία και συσκευές – μόλις εγκριθεί επίσημα μια δοκιμή – και ότι η τρέχουσα ιατρική πρακτική θα μπορούσε να είναι ταχεία.

«Το υπέροχο με αυτά τα ευρήματα είναι ότι είμαστε τώρα σε θέση να διεξάγουμε κλινικές δοκιμές για να αποδείξουμε περαιτέρω την αποτελεσματικότητα. Ελπίζουμε, να προχωρήσουμε στη βοήθεια και στη θεραπεία ασθενών που έχουν ανάγκη για πρόσθετες παρεμβάσεις για τη θεραπεία των ασθενειών τους», είπε ο Dougherty.

Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από την Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Άμυνας (DARPA) βάσει της Συμφωνίας Συνεργασίας Αριθμός W911NF-14-2-0045 που εκδόθηκε από το γραφείο συμβάσεων του Οργανισμού Έρευνας Στρατού (ARO) για την υποστήριξη του Προγράμματος ΥΠΟΔΙΚΤΥΑ της DARPA, των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, Ίδρυμα Ellison, Ίδρυμα Tiny Blue Dot, Εκτελεστικό Συμβούλιο Έρευνας MGH, Ινστιτούτο OneMind και η Ομάδα MnDRIVE και Medical Discovery για πρωτοβουλίες για τον εθισμό στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Μινεσότα.

Με πληροφορίες από το science daily

Διαφήμιση