Quelle: Geralt/Pixabay
Dem ersten Amerikaner wurde im Rahmen der COMMAND-Studie von Synchron im Mount Sinai Health System in New York City eine revolutionäre neue Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) implantiert. Diese klinische Studie stellt die erste von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) erteilte Ausnahmegenehmigung für Prüfgeräte (Investigational Device Exemption, IDE) zur Bewertung einer dauerhaft implantierten Gehirn-Computer-Schnittstelle dar.
„Dies ist eine unglaubliche Innovation in der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie“, sagte COMMAND-Hauptforscher David Putrino, Ph.D., PT, Direktor für Rehabilitationsinnovation am Mount Sinai Health System und Assistenzprofessor für Medizin im Bereich Rehabilitation an der Icahn School of Medicine . Medizin auf dem Berg Sinai. „Ich denke, wir werden viele Leute sehen, die dasselbe tun, weil es eine neuartige Möglichkeit ist, auf Gehirnaktivität zuzugreifen und diese aufzuzeichnen.“
Putrino ist einer der Hauptforscher der klinischen Studie und arbeitet mit Doug Weber, Ph.D., von der Carnegie Mellon University, und Tom Oxley, MD, Ph.D., CEO von Synchron, zusammen. Putrino ist Neurowissenschaftler und sein Doktortitel konzentrierte sich auf die Motorsteuerung und das Verständnis der Neurobiologie der Motorsteuerung sowie auf die Bedienung der Bewegungssteuerung, das Erlernen willkürlicher Bewegungen und die Genesung nach einer Hirnverletzung. Nach Abschluss seiner Doktorarbeit begann er, die Rolle der Gehirn-Computer-Schnittstelle bei der Genesung von Veteranen nach Lähmungen und Gliedmaßenverlusten zu erforschen.
„Obwohl ich in diesem Bereich viel geforscht habe, war ich nicht besonders beeindruckt von der Fähigkeit der aktuellen Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie, einen signifikanten Einfluss auf das Leben eines Menschen zu haben, hauptsächlich wegen der meisten Technologien, mit denen wir gearbeitet haben waren nicht. tun. „Ich verlasse wirklich das Labor“, sagte Putrino. „Ich könnte mir ein Utah-Set implantieren lassen, aber ich konnte dieses Set nur im Labor verwenden. Wenn Sie nach Hause kommen, ist die Gehirn-Computer-Schnittstelle ausgeschaltet. Ich bin ein sehr handlungsorientierter und pragmatischer Forscher für klinische Studien, daher habe ich mich ein wenig von Gehirn-Computer-Schnittstellen entfernt und mich auf Technologien konzentriert, die Menschen helfen, sich von Lähmungen zu erholen. Aber als Synchron auf den Markt kam, war ich beeindruckt von der Fähigkeit der Technologie, direkt in den eigenständigen Heimgebrauch einzusteigen. Also habe ich Tom kontaktiert.
Tom Oxley gründete Synchron, ein Startup für neuronale Schnittstellentechnologie, im Jahr 2016 mit CTO Nicholas Opie und Investoren wie Max Hodak und Khosla Ventures. Oxley absolvierte ein Stipendium für endovaskuläre Neurochirurgie am Mount Sinai Hospital in New York, führte mehr als 1600 endovaskuläre Neurochirurgien durch und veröffentlichte mehr als 100 von Experten begutachtete wissenschaftliche Artikel.
Das Ziel dieser klinischen Studie ist die Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit. „Das Ziel der Implantation der nächsten sechs Menschen in den Vereinigten Staaten besteht darin, sicherzustellen, dass das Implantat keine nachteiligen Auswirkungen hat und dass Menschen mit schweren Behinderungen ein sinnvolles Signal von ihrem Gehirn erhalten können, wenn sie versuchen, Bewegungen auszuführen“, sagte Putrino . .
Alle fünf Patienten leiden an ALS (Amyotrophe Lateralsklerose oder Lou-Gehrig-Krankheit), einer unheilbaren, tödlich verlaufenden neurodegenerativen Erkrankung, bei der Motoneuronen absterben und die Fähigkeit, Muskelbewegungen zu initiieren und zu kontrollieren, beeinträchtigt wird. Menschen mit ALS verlieren die Fähigkeit zu sprechen, zu gehen, sich zu bewegen, Gegenstände zu greifen, zu schlucken und schließlich zu atmen. Nach Angaben der ALS Association beträgt die durchschnittliche Lebenserwartung von ALS-Patienten zwei bis fünf Jahre.
Der Stentrode-Implantationsprozess ist ein minimalinvasiver endovaskulärer Eingriff. „Der erste Teilnehmer in den USA konnte innerhalb von zwei Tagen entlassen werden“, sagte Putrino.
Die Stentrode wird durch die Halsvene in den Körper eingeführt und dann durch den Sinus transversus, einen Teil der Halsschlagader, der die Seite des Halses bis zur Mittellinie durchquert, zum Sinus sagittalis superior geführt, einem großen Gefäß, das zwischen beiden Hemisphären liegt das Gehirn. Sobald die Stentrode sicher platziert ist, wird sie an einem Gerät auf der Brust befestigt, das einem Herzschrittmacher ähnelt und über ein externes Gerät aufgeladen werden kann. Ein externer Empfänger, der am Brustgerät angebracht ist, wandelt die Gehirnaktivität in Befehle um und überträgt diese drahtlos an einen Computer. Dieser Prozess ermöglicht es Patienten, externe Geräte wie einen Computer für Aktivitäten wie Kommunikation, soziale Netzwerke, Online-Banking, E-Commerce und weitere alltägliche Funktionen zu bedienen.
Das Synchron-Implantat selbst nutzt das Signal des Gehirns für Bewegungsversuche, um die Gehirn-Computer-Schnittstelle mit Strom zu versorgen. Die Funktionsweise besteht darin, dass die Aufzeichnungstechnologie des Implantats erkennen kann, dass etwas im Gehirn aktiviert wurde, wenn der Patient an eine Bewegung denkt. Algorithmen für maschinelles Lernen mit künstlicher Intelligenz (KI), die anhand der Implantatdaten trainiert werden, lernen im Laufe der Zeit, Gehirnsignale mit verschiedenen Computerbefehlen zu verknüpfen.
„Das Aufregende und Ermutigende ist, dass die Signalqualität mit der Zeit nicht nachlässt, was bei Geräten wie dem Utah Array häufig der Fall ist. Sie verlieren mit der Zeit die Qualität des Signals, wenn das Gewebe darüber heilt“, sagte Putrino. „Wenn überhaupt, verbessert sich die Qualität des Stentrode-Signals mit der Zeit etwas, da der Stent in dem Blutgefäß, in dem er sich befindet, stabiler wird. Im Hinblick auf sein Potenzial als chronisches Langzeitimplantat würde ich sagen, dass es eine spannende Verbesserung gegenüber den Problemen darstellt, mit denen wir in der Vergangenheit bei implantierbaren Elektroden konfrontiert waren.“
Dies ist die erste Person, die in den Vereinigten Staaten implantiert wurde, und in Australien wurden bereits vier Personen implantiert. Die ersten Implantate, die Synchron in Australien durchführte, hatten weniger Behinderungen als der erste Teilnehmer in den Vereinigten Staaten. Laut Putrino war dies beabsichtigt.
„Wenn Sie etwas zum ersten Mal ausprobieren, möchten Sie, dass die Leute problemlos mit Ihnen kommunizieren können, wenn sich etwas nicht ganz richtig anfühlt oder schief geht“, sagte Putrino. „Diese Personen waren also nicht vollständig gelähmt. Die erste Person, die wir in den Vereinigten Staaten implantieren werden, sowie alle anderen Personen, die wir in den Vereinigten Staaten implantieren werden, werden eine vollständige Lähmung aller vier Gliedmaßen haben und wahrscheinlich keine andere Möglichkeit der verbalen Kommunikation haben. Es ist etwas anspruchsvoller, aber wir werden den wahren Nutzen der Technologie kennenlernen.“
Copyright © 2022 Cami Rosso. Alle Rechte vorbehalten.
Neue Kommentare