不断发展的深部脑刺激模式

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导读 杜克大学生物医学工程师利用计算机进化出更有效的电击模式,在大脑深处进行电击,以治疗帕金森病症状。新的节能模式可以减少患者一生中所需...

杜克大学生物医学工程师利用计算机“进化”出更有效的电击模式,在大脑深处进行电击,以治疗帕金森病症状。

新的节能模式可以减少患者一生中所需的电池更换手术次数,并产生对治疗特定症状的模式。

深部脑刺激技术于 1987 年首次推出,通过植入大脑基底神经节区域的电线,将电脉冲发送到患有神经运动控制疾病的患者的大脑深处。刺激极大地改善了许多患者的运动功能,但其原因尚不清楚。

在试图了解所涉及的基本机制时,杜克大学的工程师发现,深度脑刺激的计时模式随着变得更加随机而变得不那么有效。这意味着可能存在比持续不断的脉冲群更有效的非随机模式。在过去的几年里,该团队偶然发现了几种这样的模式。

现在,杜克大学的研究人员已经建立了一种进化计算机算法,可以更有目的地设计有效的模式。在一项对人类患者的新研究中,该项目开发了一种模式,可以将刺激器的能量消耗减少高达 75%,同时不会失去任何治疗效果。随着对引起特定症状的神经活动有了更深入的了解,该算法可以设计适合每个人需求的模式。

研究结果在线发表于 2017 年 1 月 4 日《科学转化医学》杂志上。

“减少能源使用很重要,因为当这些设备的原电池耗尽时,必须通过外科手术进行更换,”埃德蒙·T·普拉特学院生物医学工程教授沃伦·格里尔说。“除了昂贵之外,研究表明,感染的可能性为 2% 到 3%,而且每次手术完成后,感染的可能性都会增加。而且由于这些电池只能持续三到五年,因此在 50 岁时接受植入的人可能会受到感染。一生要经历很多次手术。”

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