Исследователи из Массачусетского технологического института разрабатывают устройство, которое может обнаруживать и предотвращать эпилептические припадки до того, как они станут изнуряющими.
Эпилепсией страдают около 50 миллионов человек во всем мире, и, хотя противосудорожные препараты могут снизить частоту приступов, они неэффективны для каждого третьего пациента.
Новое лечение основано на существующем лечении эпилепсии Cyberonics Inc. стимулятор блуждающего нерва (VNS), который часто используется у пациентов, которые не реагируют на лекарства. Дефибриллятор, обычно имплантируемый под ключицу пациента, стимулирует левый блуждающий нерв примерно каждые пять минут, что, как было показано, помогает снизить частоту и тяжесть приступов у многих пациентов.
Исследователи Массачусетского технологического института и коллеги из медицинского центра Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) стремятся улучшить лечение, объединив его с детектором, который измеряет активность мозга, чтобы предсказать, когда вот-вот случится приступ. Новое устройство распознает приближающийся припадок, а затем активирует VNS, в принципе останавливая припадок до того, как он проявится.
"Наш вклад – это программное обеспечение, которое решает, когда включать стимулятор," сказал Джон Гуттаг, Dugald C из Массачусетского технологического института. Джексон профессор кафедры электротехники и компьютерных наук. Гуттаг разработал систему вместе с Али Шубом, аспирантом отделения медицинских наук и технологий Гарвардского технологического института.
"Наш коллега д-р. Стивен Шахтер, профессор неврологии Гарвардской медицинской школы и эпилептолог из BIDMC, предложил подключить наш детектор к VNS," он сказал. Исследователи MIT и BIDMC планируют испытать новое устройство у пациентов с эпилепсией этой осенью. Если это окажется эффективным, будут запущены более полные испытания.
Взгляните на мозговые паттерны
Детектор работает, измеряя активность мозга с помощью электродов, помещенных на кожу головы пациента. В нынешнем виде пациент носит что-то вроде купальной шапочки, в которую встроены электроды. Чтобы приспособить детектор для работы с VNS, исследователи подключили провода от крышки к портативному компьютеру или микропроцессору, который активирует имплантированный дефибриллятор.
Гуттаг сказал, что, по его мнению, технологию можно усовершенствовать, чтобы электроды можно было носить внутри повязки на голову или бейсболки, что сделает устройство менее очевидным для наблюдателей.
У каждого пациента с эпилепсией разные паттерны мозговой активности, поэтому детектор запрограммирован на измерение индивидуального паттерна, чтобы определить, как выглядят предвестники приступа для каждого пациента.
"Очень сложно попытаться обнаружить самые ранние признаки судорог, потому что есть аномальные электрические сигналы, которые не переходят в судороги," Гуттаг сказал. "Если мы сможем узнать, какой профиль является правильным для человека, мы сможем создать детектор начала приступа, который действительно хорошо работает для этого человека."
В идеале, когда устройство обнаруживает надвигающийся приступ, оно посылает магнитный сигнал на имплантированный стимулятор, который, в свою очередь, активирует левый блуждающий нерв. Блуждающий нерв посылает электрические сигналы вверх в мозг, а также вниз к внутренним органам, контролируя частоту сердечных сокращений, перистальтику желудочно-кишечного тракта, потоотделение и удерживая гортань открытой для дыхания. Механизм, с помощью которого VNS предотвращает судороги, неизвестен, но метод был одобрен FDA для лечения эпилепсии около 10 лет.
По данным Guttag, около 20000 пациентов с эпилепсией уже имеют имплантаты VNS. Некоторые из них могут использовать портативный магнит для активации VNS по запросу, но многие не могут. Если новое устройство обнаружения окажется успешным, оно позволит гораздо большему количеству пациентов использовать VNS по требованию.
Устройство также может быть адаптировано для предупреждения пациентов, которым не нужны или не нужны имплантаты VNS. Как только устройство предупреждает пациента о неизбежности судорожного припадка, этот человек может принять меры для минимизации травм, например, сесть или отойти от потенциально опасных предметов, таких как горячая плита.
"Если бы вы могли просто немного предупредить кого-то, что у него вот-вот случится припадок, это может быть очень ценно," Гуттаг сказал. "Сами по себе приступы обычно не повреждают мозг в долгосрочной перспективе. В основном речь идет о побочном ущербе."
По словам Гуттага, хотя детектор припадков может оказать огромное влияние на пациентов с эпилепсией, существует множество других потенциальных приложений для технологии, которая анализирует электрическую активность в отдельном мозге. Депрессия, шизофрения и синдром дефицита внимания – это лишь некоторые из состояний, которые можно изучить.
"Я надеюсь, что мы сможем использовать некоторые технологии, чтобы разобраться во многих таинственных неврологических состояниях," он сказал.
Статья с описанием технологии обнаружения припадков была опубликована в августовском выпуске журнала Epilepsy за 2004 год & Поведение.
Другими исследователями, участвующими в проекте, являются Блез Буржуа, невролог Детской больницы, и Тед Тревес, руководитель отделения ядерной медицины Детской больницы и профессор радиологии Гарвардской медицинской школы.
Источник: MIT