Mokslininkų komanda, vadovaujama prof. Kimo So-hee iš Robotikos ir mechaninės elektronikos katedros, DGIST, sukūrė technologiją, kuri leidžia tiksliai stimuliuoti smegenis naudojant pakankamai mažą ritę, kad ją būtų galima implantuoti į kūną. Tikimasi, kad jis bus naudojamas kaip elektroninis vaistas nuo smegenų neurologinių sutrikimų, kuriems reikalingas ilgalaikis gydymas, nes jis gali žymiai pagerinti saugumą ir veiksmingumą ir sumažinti šalutinį poveikį, palyginti su esamomis technologijomis.
Tyrimas publikuojamas žurnale Smegenų stimuliavimas.
Smegenų veiklą stimuliuojančios technologijos naudojamos Parkinsono ligai gydyti ir insulto reabilitacijai padėti. Šiuo metu labiausiai paplitęs smegenų stimuliavimo metodas apima mažos elektros srovės praleidimą per smegenis.
Šis metodas reikalauja, kad elektrodai būtų įkišti tiesiai į smegenis, o tai gali pažeisti smegenų audinį, o ilgainiui gali sukelti uždegimą aplink elektrodus ir sumažinti stimuliavimo poveikį.
Kituose nekontaktiniuose smegenų stimuliavimo metoduose naudojami magnetiniai laukai, pavyzdžiui, transkranijinė magnetinė stimuliacija (TMS), kuri šiuo metu kliniškai naudojama depresijai gydyti.
TMS apima didelį 10–20 cm dydžio magnetą ant galvos, kad būtų sukurtas stiprus magnetinis laukas, stimuliuojantis smegenų ląsteles. Tačiau kadangi šis metodas stimuliuoja visą galvą, tikslumas yra mažas, todėl gali pasireikšti šalutinis poveikis, pavyzdžiui, galvos skausmas ir svaigimas.
Siekdama pašalinti šiuos apribojimus, prof. Kim So-hee tyrimų grupė pasiūlė naują smegenų stimuliavimo technologiją. Grupė sukūrė metodą, galintį stimuliuoti tam tikras smegenų sritis, ant smegenų paviršiaus uždedant itin mažą spiralę (3,5 mm), maždaug pusę rausvos spalvos nago dydžio.
Šis metodas pašalina didelio prietaiso poreikį, kaip to reikalauja įprastinė TMS, ir sumažina smegenų audinio pažeidimo riziką, nes šilumos susidarymas slopinamas žemiau tam tikro lygio.
Ritės sukuriamas magnetinis laukas yra maždaug 500 militeslų (mT), maždaug 10 kartų stipresnis už Žemės magnetinį lauką, kuris yra maždaug 50 mikroteslų (µT). Pažymėtina, kad Žemės magnetinis laukas yra pakankamai stiprus, kad judėtų kompaso adata, o magnetinis laukas iš šios ritės yra stipresnis, bet vis tiek yra saugaus diapazono ribose.
Šis mažas magnetinis laukas leidžia efektyviai stimuliuoti, tuo pačiu padidinant saugumą. Metodas parodė stimuliacijos efektyvumą ir tikslumą – tai pasiekimas, kuris pranoksta esamus magnetinės stimuliacijos metodus, kurie neleidžia tiksliai stimuliuoti.
Tikimasi, kad šiame tyrime sukurta technologija bus naudojama įvairioms neurologinėms ligoms gydyti ir neuroreabilitacijai. Visų pirma, kadangi jis palengvina tikslų tam tikrų smegenų dalių stimuliavimą neprasiskverbiant į smegenų audinį, jis gali būti naudojamas įvairiose srityse, pavyzdžiui, insulto reabilitacijai ir judėjimo sutrikimų, tokių kaip Parkinsono liga, simptomų palengvinimui.
Taip pat tikimasi, kad jis išsivystys į savaiminio gydymo elektroninės medicinos rūšį, pradėdamas erą, kai žmonės gali lengvai gauti smegenų stimuliavimo gydymą namuose, nereikia lankytis ligoninėje.
„Mes parodėme, kad tiksli smegenų stimuliacija įmanoma nepažeidžiant smegenų audinio lokalizuotose srityse, naudojant milimetro dydžio spiralę, kuri padės įveikti TMS gydymo trūkumus, tokius kaip būtinybė reguliariai lankytis ligoninėje ir kalibruoti spiralės bei stimuliacijos parametrus. kiekvieną kartą“, – sakė prof. Kim.