Смартфон-индуцирана ЕЕГ и интелигентен алгоритъм за откриване на пристъпи са сред нововъзникващите технологии, които бяха представени на 69-тата годишна среща на Американското дружество по епилепсия (AES). Четири иновативни проучвания, представени на срещата, обещаха да преоформят сегашните парадигми за откриване на пристъпи и управление на епилепсията.
В първото проучване изследователите от Брайтън и Съсекс Медицинско училище демонстрират, че електродермалният (EDA) биофидбек – техника, която използва електроди за откриване на промени в електрическата активност на кожата – е ефективен метод за намаляване честотата на пристъпите при пациенти с наркотици -резистентна епилепсия.
Предишната работа на авторите показва, че повишената проводимост на кожата при пациенти с епилепсия може да успокои възбудимостта в моторната кора и че проводимостта на кожата е свързана с регионалните промени в мозъчната активност.
В настоящото изследване авторите изследват дали EDA био-обратът възстановява нормалното функциониране на сложните мрежи от невронни задачи, които често се проявяват безпомощно при пациенти с епилепсия. Те проверяват данните от клинични проучвания от осем пациенти с епилепсия на темпоралния лоб, които са получавали тренировка за EDA биорецепция три пъти седмично в продължение на четири седмици, а fMRI сканира при първата и последната сесия.
Един месец от обучението за биологична обратна връзка намалява честотата на пристъпите със средно 40% при всички пациенти, съобщават авторите. Увеличена е свързаността към мрежата в регионите на мозъка, отговорни за емоционалната възбуда и контрола на моторната кора.
„Нашите открития показват, че EDA biofeedback е достъпно, нефармакологично и нежелано ефективно лечение за пациенти с резистентна на лекарства епилепсия“, казва Йоко Нагай, доктор, изследовател на Wellcome Trust в Брайтън и Съсекс Медикъл Училище.
Второто проучване разкрива неизвестна преди това форма на вълната, свързана с използването на смартфони. Изследователи от клиниката „Майо“ съвместно с колеги от Медицински център „Ръш университет“ са идентифицирали формата на вълната по време на видео наблюдение на ЕЕГ от 129 пациенти, оценявани за епилепсия при институциите във Флорида и Илинойс.
Наречен като „текстови ритъм“, вълновата форма се индуцира чрез активни текстови съобщения и произвежда възпроизводим, възбуден, стимулирано обобщен мономорфен преден взрив от 5-6 Hz тета. Формата на сигнала не се наблюдаваше по време на гласови повиквания или по време на не-текстови дейности, включващи познание, реч / език или движение в едната ръка на изследването. Според авторите, форматът на вълната може да отразява невронното кодиране, наблюдавано по време на неактивна комуникация, и неговата значимост трябва да бъде оценена в допълнителни изследвания.
„Тези открития предоставят обективни доказателства, че използването на смартфони може да промени неврофизиологичната функция. Тази характеристика на ЕЕГ би могла да представлява уникален мозъчно-технологичен интерфейс, който би могъл допълнително да разбере начина, по който някои хора комуникират без словесен израз или визуални знаци „От практическа гледна точка тя осигурява обективна мярка в мозъка, която потенциално може да се намесва в задачи, които изискват пълно внимание, като например шофиране“, казва Уилям Татум, лекар от неврологичната клиника Майо във Флорида.
В трето проучване изследователите от Университета Джон Хопкинс използват данни, придобити в реално време, за да обучат алгоритъм за машинно обучение за откриване на пристъпи. Малко технологии могат надеждно да предупреждават пациентите за предстоящо прихващане, дължащо се на големи различия в моделите на пристъпи на пристъпи и местата, където гърчовете произхождат и се разпространяват в мозъка. Съвременните технологии за откриване на пристъпи разчитат на алгоритми за машинно обучение, за да сортират характеристиките на ЕЕГ в събития, свързани с пристъпи или непристъпване, но клиничните данни, необходими за изграждането на надеждни алгоритми, специфични за пациентите, трудно могат да бъдат постигнати.
Изследователите заобикалят това предизвикателство чрез постоянно преквалифициране на алгоритъма за машинно обучение с мозъчните модели на пациента. Използвайки интракраниални записи от пациенти с фокална епилепсия, които са били подложени на пресургична оценка, те описват алгоритъм, способен да открие преди това незабелязани пристъпи между 0 до 4 секунди след началото, дори когато тези пристъпи имат нови италиански подписи. Способността на алгоритъма да се адаптира към променящата се мозъчна активност често позволява откриването на началото на пристъпа преди появата на клинични симптоми.
„Използването на динамично адаптивен алгоритъм е обещаваща стратегия за откриване на пристъпи с характеристики, които са неизвестни по време на приема на пациента“, казва Даниел Ехренс, доктор по медицина. кандидат и Медицински институт „Хауърд Хюз“ Гилиам Флаус в лабораторията на Кристоф Джуни, доктор на М.С., в болница „Джон Хопкинс“.
Едно четвърто проучване (резюме 2.084) описва стратегия, основаваща се на въглеродни нанотръби, за повишаване на мощността на системата за реагиране на невростимулации (RNS), единствената до този момент одобрена от FDA интрацеребрална невромодулационна терапия за пациенти с резистентна към лекарства фокална епилепсия. Електродите, използвани в RNS, действат локално, активирайки неврони в рамките на 4 mm от повърхността на електрода. Въглеродните нанотръби могат потенциално да разширят тази област на влияние чрез повишаване на проводимостта на мозъка близо до електрод.
Авторите извършват тестове за цитотоксичност върху човешки мозъчни клетки, за да потвърдят безопасността на функционализираните въглеродни нанотръби. Компютърни и експериментални моделиращи експерименти показаха, че нанотръбите наистина разширяват зоната на активиране.
„Функционализираните въглеродни нанотръби от метален тип са биосъвместими в мозъка и могат да увеличат обема на активиране чрез електрод чрез директна невростимулация. Това би позволило на електрода да взаимодейства и да активира по-голяма степен на епилептогенната верига“, казва д-р Марвин Роси , Доктор, доцент по неврология в Медицински център „Руш университет“.
