Urządzenie wspomaga wzrost aksonów w mózgu, który doznał uszkodzeń na skutek wybuchu, uderzenia czy wypadku samochodowego. Celem tej naprawy jest odzyskanie połączeń mózgowych i obejście uszkodzonego rejonu, aby odzyskać normalne zachowanie i poruszanie się.

Pedram Mohseni, profesor elektrotechniki i nauk komputerowych na Case Western Reserve University i Randolph J. Nudo, profesor fizjologii integracyjnej i molekularnej w Kansas University Medical Center, wierzą, że powtórzenie komunikacji między odległymi neuronami w czasie tygodni po zranieniu może dać impuls aksonom do uformowania i połączenia.

Ich praca zainspirowana była traumatycznymi uszkodzeniami mózgu ponoszonymi przez żołnierzy wojsk lądowych w Afganistanie i Iraku.

Uszkodzenia mózgu przynoszą ciężkie skutki jak: możliwa utrata koordynacji, równowagi, mobilności, pamięci oraz umiejętności rozwiązywania problemów, zmianę nastrojów, depresje, agresje, lęki, niedopasowanie społeczne czy wybuchy emocjonalne.

Naukowcy wierzą, że kiedy mózg się rozwija, naturalnie ustala i zespala ścieżki komunikacji między neuronami, które powtórnie działają razem. Nudo i inni odkryli, że w czasie miesiąca po zranieniu mózg odtwarza połączenia, które łączą ze sobą różne jego części, podlegając ponownemu "przezwojeniu".

Mohseni zbudował wielokanałowe urządzenie elektroniczne do pokonania luki utworzonej przez zranienie. Urządzenie zwane interfejsem mózg-maszyna-mózg zawiera na płycie układu bardzo mały mikroukład. Wzmacnia on sygnały, zwane potencjałami neutralnymi, wytworzone przez neurony w jednej partii mózgu i używa algorytmów do oddzielenia tych sygnałów - iglic aktywności mózgu - od hałasu i innych artefaktów szumu. Po wyróżnieniu iglic, mikroukład przesyła sygnał elektryczny stymulujący neurony w innej partii mózgu, sztucznie łącząc dwa jego regiony.

Miniaturowe urządzenie obecnie pozostaje poza ciałem połączone z dwoma mikroelektrodami wszczepionymi w dwa regiony mózgu.

Nudo badał i mapował połączenia mózgowe na modelu szczurzym i zbudował model traumatycznych uszkodzeń mózgu do testowania urządzenia oraz neuroanatomicznej teorii powtórnych połączeń.

Badania rozpoczęły się w 2007 roku. W ostatnich czterech latach badacze określili możliwości rozwoju powtórnych połączeń w mózgu na modelu szczurzym i zdecydowali, czy technologia jest dosyć bezpieczna aby prowadzić testy na naczelnych. Jeśli testy pokażą, że kuracja przynosi sukces we wspomaganiu odbudowy traumatycznych uszkodzeń mózgu, badacze przewidują użycie tego rozwiązania u pacjentów za około 10 lat. MMEJ

PAP - Nauka w Polsce

krf/bsz