Профессор биомедицинской инженерии в Институте биоматериалов & Биомедицинская инженерия (IBBME) и Эдвард С. Роджерс-старший. Кафедра Электротехники & В области компьютерной инженерии (ECE) Бардакджян работает с группой неврологов, чтобы классифицировать различные состояния мозга, используя записи его электрических ритмов, и оттуда определять зоны припадков в эпилептическом мозге – исследования, которые могут уменьшить количество разрезов ткани во время коррекции. хирургические процедуры, а также приводят к лучшим хирургическим результатам.
Что такое эпилепсия?
Вопреки тому, что думает большинство людей, эпилепсия считается не заболеванием, а расстройством, характеризующимся изменениями в головном мозге, которые приводят к судорогам. Но на самом деле эпилепсия охватывает широкий спектр заболеваний. Существует не один тип эпилепсии, а множество.
Наша нынешняя теория состоит в том, что судороги возникают, когда мозг находится в состоянии повышенной возбудимости. Я думаю о мозге как о симфонии. Электрическая активность в головном мозге полиритмична, так как существует множество взаимодействующих ритмов, и ни один из них не является "обычный". Но при эпилептическом припадке все клетки мозга внезапно начинают синхронизироваться, и они входят в единый регулярный ритм, а это означает, что все другие нормальные функции мозга не выполняются.
Какие исторические ассоциации связаны с эпилепсией??
Раньше эпилепсия подразумевала "владение." Исторически сложилось так, что люди, страдающие эпилептическими припадками, считались одержимыми дьяволом или входили в мифические или мистические состояния. Лично меня интересуют многие из наших гениев – Наполеон Бонапарт, Бетховен и Ван Гог, например, у всех была эпилепсия. Связан ли их гений с их эпилепсией? Гипервозбудимость дала нам 9-ю симфонию Бетховена?
Что вызывает повышенную возбудимость?
Повышенная возбудимость возникает из-за возможных изменений химической среды в головном мозге, а иногда и визуальных изменений. Например, несколько лет назад у людей в Японии, которые смотрели телевизор, были припадки из-за мерцающих огней в своих телевизионных программах.
Как лечится эпилепсия?
Есть три основных курса лечения. Детям, страдающим эпилепсией, можно надеть "кетогенная диета" – это ужасная диета, очень жирная, но она помогает контролировать судороги.
Следующим шагом являются лекарственные препараты, и эти препараты предназначены для уменьшения возбуждения мозга, которое приводит к этой синхронной мозговой активности и судорогам.
Некоторым людям лекарства не помогают, поэтому можно сделать операцию. Хирурги попытаются вырезать ту часть мозга, которая является очагом припадков. Но есть некоторые области мозга, которые нельзя разрезать, например, эти жизненно важные области познания. Кроме того, вы можете выполнять операцию только при эпилепсии "фокус" в один регион, а не "обобщенный" в нескольких участках мозга.
Какие исследования проводит ваша команда?
Сейчас в моде звучит слово «глубокая стимуляция мозга». Мы пытаемся создать имплантируемые устройства, которые могут предсказывать судороги и стимулировать мозг таким образом, чтобы предотвратить судороги. Через электроды мы хотим вводить в мозг сложные электрические сигналы, такие как симфония, которые имитировали бы ритмические сигналы, которые производит нормальный функционирующий мозг. Симулятор, над которым мы работаем, представляет собой модель электрической ритмической активности функционирующего мозга.
Такой вид терапии не будет иметь тех недостатков, которые есть у лекарств. Во-первых, это более локализованное лечение, и такая терапия позволит обойти любые проблемы с лекарственной чувствительностью и побочными эффектами.
Но в настоящее время мы пытаемся определить те области мозга, в которых происходят припадки, с большей степенью точности.
Как вы можете точно определить или предсказать приступы?
Мы записываем электрическую активность мозга, а затем классифицируем различные переходы состояний между этими видами деятельности. Затем мы ищем различия в состояниях до приступа. Иногда мы просто обнаруживаем припадки.
Что изменилось в исследованиях эпилепсии за последние 20 лет?
Что нового в наших исследованиях и лучшая часть исследований, которые мы проводим сейчас, так это то, что мы работаем в составе команды: неврологи из Западной больницы Торонто, нейрохирурги, фармакологи, нейрофизиологи, врачи и нейронные (биомедицинские) инженеры.
Какие прорывы, по вашему мнению, неизбежны или потенциально неизбежны?
Во-первых, и мы почти закончили: мы пытаемся помочь хирургам вырезать фокальную область в головном мозге, которую необходимо удалить, чтобы остановить приступы. В настоящее время хирурги просто вырезают столько, сколько могут, а не то, что нужно вырезать, и даже это не гарантирует, что они вырезают правильный регион.
В рамках текущих исследований мы пытаемся больше узнать о повышенной возбудимости, которая приводит к эпилептическим припадкам. Это до сих пор остается загадкой, и мы используем различные модели, например компьютерные, чтобы ответить на эти вопросы.