Tyrėjų komanda, vadovaujama Rice universiteto Jacobo Robinsono ir Teksaso universiteto medicinos skyriaus Peterio Kano, sukūrė neurologinių sutrikimų diagnozavimo, valdymo ir gydymo metodą su minimalia chirurgine rizika. Grupės išvados buvo paskelbtos m Gamtos biomedicinos inžinerija Lapkričio 11 d.
Nors tradiciniai metodai, skirti sąveikai su nervų sistema, dažnai reikalauja sukurti skylę kaukolėje, kad būtų galima susieti su smegenimis, mokslininkai sukūrė naujovišką metodą, žinomą kaip endocisterninės sąsajos (ECI), leidžiantį elektra įrašyti ir stimuliuoti nervų struktūras, įskaitant smegenys ir nugaros smegenys, per smegenų spinalinį skystį (CSF).
„Naudodami ECI galime vienu metu pasiekti kelias smegenų ir nugaros smegenų struktūras, niekada neatverdami kaukolės, todėl sumažėja komplikacijų, susijusių su tradiciniais chirurginiais metodais, rizika“, – sakė Robinsonas, elektros ir kompiuterių inžinerijos bei bioinžinerijos profesorius.
ECI naudoja CSF, kuris supa nervų sistemą, kaip būdą pristatyti tikslinius prietaisus. Atlikdami paprastą juosmeninę punkciją apatinėje nugaros dalyje, mokslininkai gali naršyti lanksčiu kateteriu, kad pasiektų smegenis ir nugaros smegenis.
Naudojant miniatiūrinę magnetoelektrinę bioelektroniką, visa belaidė sistema gali būti įdiegta atliekant nedidelę perkutaninę procedūrą. Lankstus kateterio elektrodus galima laisvai pereiti iš stuburo subarachnoidinės erdvės į smegenų skilvelius.
„Tai yra pirmasis aprašytas metodas, leidžiantis neuroninei sąsajai vienu metu pasiekti smegenis ir nugaros smegenis per paprastą ir minimaliai invazinę juosmeninę punkciją“, – sakė profesorius ir Robertas L. Moody Sr. UTMB neurochirurgijos katedros vedėjas Kan. „Jis pristato naujas gydymo galimybes insulto reabilitacijos, epilepsijos stebėjimo ir kitose neurologinėse srityse.”
Norėdami patikrinti hipotezę, tyrimo grupė apibūdino endocisterninę erdvę ir išmatavo subarachnoidinio arba skysčiu užpildytos erdvės plotį žmonėms, naudojant magnetinio rezonanso tomografiją. Tada mokslininkai atliko eksperimentus su dideliais gyvūnų, ypač avių, modeliais, kad patvirtintų naujos nervų sąsajos pagrįstumą.
Jų eksperimentai parodė, kad kateterio elektrodai gali būti sėkmingai pristatyti ir nukreipti į skilvelių erdves ir smegenų paviršių elektrinei stimuliacijai. Naudodami magnetoelektrinį implantą, mokslininkai sugebėjo įrašyti elektrofiziologinius signalus, tokius kaip raumenų aktyvacija ir nugaros smegenų potencialas.
Preliminarūs saugos rezultatai parodė, kad ECI išliko funkcionalus su minimalia žala iki 30 dienų po to, kai elektroninis prietaisas buvo chroniškai implantuotas į smegenis.
Be to, tyrimas atskleidė, kad skirtingai nuo endovaskulinių nervų sąsajų, kurioms reikalingi antitromboziniai vaistai ir kurias riboja mažas kraujagyslių dydis ir vieta, ECI suteikia platesnę prieigą prie nervinių taikinių be vaistų.
„Ši technologija sukuria naują minimaliai invazinių nervų sąsajų paradigmą ir gali sumažinti implantuojamų neurotechnologijų riziką, suteikdama prieigą prie platesnių pacientų grupių“, – sakė Joshas Chenas, Rice alumnas ir pagrindinis tyrimo autorius.
