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植入大脑的电子设备可以阻止癫痫发作

研究人员已经成功地证明了直接植入大脑的电子设备如何能够检测,阻止甚至预防癫痫发作。

来自剑桥大学,法国国家高等矿业学院和法国INSERM的研究人员将这种设备植入小鼠的大脑,并在检测到癫痫发作的第一个信号时,提供了一种天然的大脑化学物质,阻止了癫痫发作的发作。进步。该结果发表在《科学进展》杂志上,也可以应用于其他疾病,包括脑肿瘤和帕金森氏病。

这项工作代表了与人体组织良好对接的柔软,灵活的电子设备的发展的另一项进展。负责这项研究的剑桥大学菲利普亲王理工学院教授乔治·马利亚拉斯(George Malliaras)说:“这些薄的有机薄膜对大脑的损害最小,它们的电学性质非常适合这类应用。”

尽管癫痫发作有许多不同的类型,但在大多数癫痫患者中,大脑中的神经元会开始放电并向邻近的神经元发出信号,从而产生雪球效应,从而影响意识或运动控制。癫痫最常使用抗癫痫药治疗,但是这些药物通常具有严重的副作用,并且不能防止十分之三的患者发作。

在当前的工作中,研究人员使用了一种神经递质,该神经递质在癫痫发作的源头起着“刹车”的作用,实质上是在向神经元发出信号,以停止发射并终止癫痫发作。该药物通过一个装有微型离子泵和电极以监测神经活动的神经探针被输送到大脑的患处。

当电极检测到癫痫发作的神经信号时,离子泵被激活,产生一个电场,该电场将药物移动穿过离子交换膜并移出装置,该过程称为电泳。可以通过调节电场强度来控制药物的量。

该部门的博士后研究员克里斯托弗·普罗克特博士(Christopher Proctor)说:“除了能够精确地控制何时和多少药物被输送外,这种方法的特殊之处还在于,药物是从设备中出来的,没有任何溶剂。”工程学。“这可以防止对周围组织的损害,并允许药物与设备外部的细胞相互作用。”

研究人员发现,使用相对较小剂量的药物(占装在设备中药物总量的1%以下)可以预防癫痫发作。这意味着该设备应该能够长时间运行而无需重新填充。他们还发现了证据,证明所输送的药物实际上是人体固有的一种神经递质,在几分钟之内就被大脑中的自然过程吸收了,研究人员说,这应该有助于减少治疗的副作用。

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