ایمپلنت عصبی و مغزی چگونه کار می کند ؟ (بخش نخست)

کاربرد ایمپلنت‌های عصبی را می‌توان در تحریک عمیق مغز، تحریک عصب واگ و پروتزهای کنترل شونده با ذهن مشاهده کرد. عصب واگ یا واگوس یکی از عصب‌های مغزی است که در بلعیدن غذا، صحبت کردن و هاضمه نقش دارد. در آینده شاید بتوان داستان‌های علمی تخیلی خواندن و ویرایش افکار انسان را با کمک ایمپلنت‌های مغزی به واقعیت تبدیل کرد. هم‌اکنون ایمپلنت‌ عصبی در درمان بیماری، توانبخشی بدن پس از آسیب، تقویت حافظه و برقراری ارتباط با اندام مصنوعی به کار می‌رود. در این مقاله به معرفی انواع ایمپلنت‌های مغزی و کاربرد آن می‌پردازیم. برای آشنایی با ایمپلنت‌های عصبی با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

ایمپلنت عصبی و مغزی چگونه کار می کنند ؟
تصویر ایکس ری از مغز بیمار پارکینسون که الکترودهای تحریک عمیق مغز در آن کاشته شده است. این دستگاه پالس‌های الکتریکی را با هدف درمان بیماری پارکینسون منتشر می‌کند.

وزارت دفاع آمریکا و موسسه ملی بهداشت آمریکا (NIH) میلیون‌ها دلار در زمینه ایمپلنت‌های مغزی سرمایه‌گذاری کرده‌اند. افزون بر این، مقاله‌های پژوهشی مستقل نیزدر این زمینه در ژورنال‌های برتر به صورت هفتگی به چاپ می‌رسد.

ایمپلنت عصبی چیست ؟

ایمپلنت عصبی یا کاشت عصبی، دستگاهی است که با هدف ارتباط با سیستم عصبی از طریق جراحی یا تزریق درون بدن قرار می‌گیرد. سلول‌های عصبی از طریق الکتریسیته با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. سلول عصبی پالس‌های الکتریکی را همچون کدهای مورس در الگوهای مشخص تولید می‌کند.

ایمپلنت عصبی و مغزی چگونه کار می کنند ؟
نورون در سیستم عصبی بدن پالس الکتریکی تولید می‌کند. این پالس الکتریکی توسط الکترودهای کاشتنی قابل ثبت هستند.

همان‌طور که بیان شد ایمپلنت عصبی را می‌توان الکترودهای کاشتنی در بدن دانست که با بافت دارای سلول‌های عصبی در تماس است و با آن‌ها ارتباط برقرار می‌کند. با کمک ایمپلنت عصبی فعالیت‌های طبیعی سیستم عصبی قابل ثبت و ضبط است. در این حالت الگوهای فعالیت سلول‌های عصبی سالم دنبال می‌شود. از سوی دیگر، الکترودها می‌توانند پالس‌های الکتریکی را به سلول‌های عصبی ارسال کنند و الگوی فعالیت آن را تغییر دهند. بنابراین در دنیای پزشکی ایمپلنت‌های عصبی ابزارهای قدرتمندی خواهند بود.

نورومدولاسیون (Neuromodulation) به تنظیم یا تغییر فعالیت سلول‌های عصبی منجر می‌شود و برای درمان بیماری‌های متعددی از جمله پارکینسون، ام اس، آسیب‌های نخاعی و حتی افسردگی کاربرد دارد. الکترودرمانی (electroceuticals) برای برخی اختلالات نظیر آسیب بخش‌های خاصی از مغز نسبت به روش های دارویی موثرتر است.

عملکرد سامانه‌ی عصبی بدن انسان را درنظر بگیرید: سیستم عصبی بدن، اعمالی همچون فکر کردن، دیدن، شنیدن، حس کردن، حرکت کردن و ادرار کردن را کنترل می‌کند. همچنین بسیاری از فعالیت‌های غیرارادی اندام بدن، سیستم‌ تنفسی، سیستم قلبی عروقی و سیستم ایمنی بدن تحت کنترل سیستم عصبی بدن هستند.

کاشت‌های عصبی چه کاربردی دارند؟

تحریک عمیق مغز (Deep Brain Stimulation)

یکی از مهم‌ترین کاربردهای کلینیکی ایمپلنت عصبی، درمانی به نام تحریک عمیق مغز است. در این روش درمانی، الکترودها از طریق جراحی در مغز قرار می‌گیرند. این الکترودها بافت‌های عصبی مغز را تحریک می‌کنند تا برخی از علایم بیماری‌های مبتنی بر مغز کاهش یابد.

سیستم تحزیک عمیق مغز شرکت Medtronic

سیستم DBS شرکت Medtronic برای درمان بیماری پارکینسون مورد استفاده قرار می‌گیرد. سازمان غذا و داروی آمریکا برای نخستین بار در سال ۱۹۹۷، دستگاه تحریک عمیق مغز را برای اختلال لرزش اساسی ( Essential tremor) مورد تایید قرارداد. لرزش اساسی یک اختلال سیستم عصبی است که باعث لرزش ریتمیک می‌شود. لرزش اساسی ممکن‌است بر هر‌قسمتی از بدن تأثیر بگذارد، اما لرزش اغلب در دست‌ها رخ‌می‌دهد. پس از مدتی، سازمان FDA این دستگاه را برای درمان بیماری‌های پارکینسون، وزوز گوش، صرع، وسواس فکری، دیستونی (dystonia) تایید کرد. دیستونی به معنای انقباض غیرارادی مکرر و طولانی در یک عضله یا در گروهی از عضلات یا بروز وضعیت‌های بدنی خاص است و یک اختلال حرکتی–عصبی به شمار می‌آید.

روش DBS درمانی برای سندروم توره و اختلالات روانی همچون افسردگی کاربرد دارد. سندروم توره (Tourette’s syndrome) یک بیماری عصبی است که شامل حرکت و صداهایِ ناخواسته است که به آن‌ها تیک (Tic) می‌گویند. به طور تقریبی ۱۵۰ هزار نفر در سراسر جهان دارای ایمپلنت تحریک عمیق مغز هستند.

تحریک عصب واگ (vagus nerve stimulation)

پژوهشگران تمرکز بسیاری بر تحریک عصب واگ با کمک ایمپلنت عصبی دارند چرا که به اندام کلیدی بدن متصل است. عصب واگ یا واگوس (به معنی ِ ریوی-هضمی) طولانی‌ترین عصب مغزی است که در بلعیدن غذا، صحبت کردن و هاضمه نقش دارد. این عصب از ساقه مغز آغاز می‌شود و به شاخه‌های متعددی تقسیم می‌شود که عصب دهی اغلب عضلات حلق و حنجره، مری، معده و پاراسمپاتیک قلب، ریه، کبد، طحال را انجام می‌دهد. محققان تلاش می‌کنند با کمک ایمپلنت عصبی، با عصب واگ ارتباط برقرار کنند. این تلاش به درمان نارسایی قلبی، سکته مغزی، آرتریت روماتوئید، بیماری کرون، دیابت نوع دو، صرع، چاقی، افسردگی و میگرن خواهد انجامید. بیماری کرون یکی از بیماری‌های التهابی روده است.


بیشتر بخوانیم:

>>تحریک اعماق مغز و بهبود علائم پارکینسون
>>بازوی بیونیک چه زمانی برای افراد قطع عضو مقرون به صرفه خواهد شد؟


منبع : spectrum.ieee

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *