Araştırmacılar, derin beyin aktivitesini bir veya iki nöron çözünürlüğüne kadar kablosuz olarak kaydedebilen, minimal düzeyde invaziv, özelleştirilebilir bir sensör oluşturmak için yeni bir üretim tekniği kullandılar.
Cihazın tedaviye dirençli epilepsi, Parkinson hastalığı ve kronik ağrı gibi çok çeşitli nörolojik durumlarda potansiyel uygulamaları var.
UC San Diego’daki Jacobs Mühendislik Okulu’ndaki Entegre Elektronik ve Biyoarayüzler Laboratuvarı’ndan (IEBL) bir ekip tarafından yönetilen araştırmacılar, oyunun kurallarını değiştirebilecek potansiyele sahip bir beyin sensörüyle çıtayı yükseltti.
Kablosuz, özelleştirilebilir, minimal invazif ve insan saçı genişliğindeki cihaz, beynin derinliklerinden yüksek çözünürlüklü kayıtlar sağlamanın yanı sıra terapötik elektriksel uyarılar da sunabiliyor.
Ekip Cihazın, “Yeni derinlik elektrotları iki benzersiz özelliği birleştiriyor: çok daha yüksek kayıt kontakları çözünürlüğü ve stimülasyon yeteneği bir araya gelerek, beynin yüzey veya yüzey yoluyla erişilemeyen kısımlarındaki sinir devrelerini anlama ve potansiyel olarak tedavi etme/değiştirme yeteneğimizi geliştirecek. Bu yeni elektrot, deneysel ve klinik ortamlarda beyne hem okuyabilen hem de yazabilen bir platform sinirsel arayüzüdür; dolayısıyla potansiyel kullanımlar ve uygulamalar sınırsızdır.”
Mikro-stereo-elektroensefalografi (μSEEG) cihazının yeteneklerinin anahtarı, dijital görüntü ekranları yapmak için kullanılan mevcut teknolojilerden türetilen benzersiz üretim sürecidir.
Problar ‘yekparedir’; bireysel bileşenler tek bir birleşik ünite oluşturmak için üst üste istiflenir ve kayıt almak için ek kabloların bir araya getirilmesi ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu aynı zamanda probun yalnızca 15 mikron kalınlığında, yani insan saçı genişliğinin yaklaşık beşte biri ve 1,2 mm genişliğinde olduğu anlamına da geliyor. Küçük boyutları, yerleştirme ve çıkarma sırasında beyin dokusuna verilen zararı en aza indirir.
Araştırmacılar, küçük ve büyük hayvanlarda ve insanlarda kullanılmak üzere farklı uzunluklarda µSEEG’ler oluşturdu: 1,92 mm kayıt uzunluğuna sahip 32 elektrotlu versiyon, 3,8 mm 64 elektrotlu versiyon ve beynin daha derinlerine erişim için 7,65 mm 128 elektrotlu versiyon yapılar.
Cihazlarını sıçan, domuz ve insan olmayan primat beyinlerinde kısa ve uzun vadede farklı derinliklerde test eden ekip, cihazın tekli ve çoklu nöronların aktivitesinin kaydedilmesi de dahil olmak üzere 10 cm (4 inç) derinlikte kayıt yapabileceği bulundu.
µSEEG ayrıca beyin tümörünün alınması için ameliyat planlanan iki hasta üzerinde de test edildi.
Ameliyat sırasında araştırmacılar, cihazlarını kesilmek üzere olan beyin dokusuna yerleştirdiler. Kayıtlar kısa (10 dakika) olmasına rağmen cihaz devam eden spontan sinirsel aktiviteyi tespit etti.
Geleneksel SEEG’ler genellikle sekiz ila 16 arasında elektrota sahiptir. Daha büyük cihazlarında 128 tane varken, araştırmacılar bu sayıyı binlere çıkarmayı, böylece klinisyenlerin beyin sinyallerini daha yüksek çözünürlükte elde etme ve analiz etme yeteneğini önemli ölçüde artırmayı planlıyor.
Araştırmacılar, yeni teknolojinin özellikle nöbet aktivitesi açısından izlenen epileptik hastalar için faydalı olacağını söylüyor.
