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由加州大學伯克利分校的工程師開發(fā)的一種新的神經刺激器可以同時收聽和刺激大腦中的電流，可能為患有癲癇和帕金森癥等疾病的患者提供微調治療。

據研究人員稱，這種無線，無偽影的神經調節(jié)裝置（WAND）就像一個“大腦起搏器”，可以監(jiān)測其電活動，并在發(fā)現異常情況時提供電刺激。

目前市場上的深部腦刺激器要么在提供電刺激時停止記錄，要么在應用刺激的大腦的不同部位進行記錄，因為來自大腦的電信號被刺激所傳遞的大脈沖電流所淹沒，研究人員說。他們將這些刺激器的工作比作測量池塘中的小漣漪，在不同的點上產生漣漪的飛濺。

此外，在癲癇發(fā)作或震顫之前的電子簽名可能非常微妙，并且防止它們所需的電刺激的頻率和強度必須是精確的。在設備提供最佳治療之前，醫(yī)生可能需要多年的小幅調整。

“為病人找到合適療法的過程成本極高，可能需要數年時間。成本和持續(xù)時間的顯著降低可能會大大改善結果和可訪問性，”Cortera Neurotechnologies的首席研究員Rikky Muller 和加州大學伯克利分校電子工程和計算機科學助理教授說?！拔覀兿ＭO備能夠找出刺激特定患者的最佳方法，以獲得最佳結果。而你只能通過聆聽和記錄神經簽名來做到這一點?！?

WAND的定制集成電路設計用于記錄來自細微腦電波和強電脈沖的全部信號。這種芯片設計允許WAND從電脈沖中減去信號，從而產生來自腦電波的清晰信號。

“因為我們實際上可以刺激和記錄在同一個大腦區(qū)域，我們確切地知道當我們提供治療時發(fā)生了什么，”穆勒在一份聲明中說。

WAND既是無線也是自動，這意味著一旦它學會識別震顫或癲癇發(fā)作的跡象，它就可以自己調整刺激參數以防止不必要的運動。而且因為它是閉環(huán)的 - 這意味著它可以同時激發(fā)和記錄 - 它可以實時調整這些參數。

與其他閉環(huán)系統(tǒng)中的8個通道相比，WAND可記錄128個通道或大腦中128個點的電活動。為了演示該設備，該團隊使用WAND來識別和延遲恒河猴的特定手臂運動。該裝置在今天出現在Nature Biomedical Engineering中的研究中有所描述  。

研究團隊構建了一個具有無線和閉環(huán)計算功能的平臺設備，可以編程用于各種研究和臨床應用。在實驗中，受試者被教導使用操縱桿將光標移動到特定位置。在訓練期之后，WAND裝置能夠檢測當受試者準備進行運動時產生的神經信號，然后傳遞延遲運動的電刺激。

“雖然延遲反應時間已經證明了，但據我們所知，這是第一次在僅基于神經記錄的閉環(huán)系統(tǒng)中證明，”穆勒說?！霸谖磥恚覀兊哪繕耸菍W習融入我們的閉環(huán)平臺，以構建能夠找到最佳治療方法的智能設備，并讓醫(yī)生不必經常干預這一過程。”

Cortera Neurotechnologies已就此項工作中使用的集成電路提交了專利申請。

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