Beyin makinası arayüzü, beyin kan damarlarının içine implante edilen stent temelli elektrottan (stentrod) oluşan cihaz , preklinik çalışmalarda gösterildiği şekilde dış iskelette bulunan kolların hareketinden veya biyonik kolların kontrolündeki nöral aktiviteyi kaydedebiliyor. Yeni cihaz küçük bir ataç boyutunda ve ilk insan implantasyon denemesi, 2017 yılında Royal Melbourne Hastanesi’nde gerçekleştirilecek. Katılımcılar, Austin Health Victorian Spinal Cord Ünitesi’nden seçilmesi bekleniyor.
Nature Biotechnology’de yayınlanan sonuçlara göre, cihaz beyin motor korteksinden açık beyin ameliyatı ihtiyacı olmadan yüksek kalitede sinyaller vermektedir.
Başyazar, Royal Melbourne Hastanesi’nde nörolog, Melbourne Üniversitesi ve Florey Enstitüsü Nörobilimler Araştırma görevlisi Dr. Thomas Oxley, stendrodun devrim niteliğinde olduğunu söyledi.
Dr. Oxley: “Stentrodun geliştirilmesi, Royal Melbourne Hastanesi, Melbourne Üniversitesi ve Florey Enstitüsü Nörobilim ve Akıl Sağlığı liderlerini tıbbi araştırmada bir araya getirdi. Toplamda 16 bölümden 39 akademik bilim insanı bu cihazın geliştirilmesinde yer aldı.” dedi.
Dr.Oxley: “Dünyanın en minimal, yüksek riskli açık beyin ameliyatı yerine basit bir prosedürle beyindeki kan damarına implante edilebilen invazif cihazı üretebildik. Bizim görüşümüz, beyin aktivitesini kaydederek ve elde edilen sinyalleri elektriksel komutlara çevirerek tamamen felçli hastalara fonksiyon ve hareket kabiliyetini geri vermektir. Elektriksel komutlar da kolların hareketini dış iskelet gibi harekete yardımcı bir cihaz sayesinde gerçekleştirecektir. Aslında bu bir biyonik spinal kordur.” dedi.
İnme ve spinal kord(omurilik) yaralanmaları 50 kişiden 1’inde sakatlığa neden olmaktadır. Avustralya’da 150.000 kişi inme sonrası ve 20.000 kişi spinal kord yaralanması sebebiyle (tipik 19 yaşındaki erkek hasta da buna dahil) ağır bir biçimde sakat kalmıştır.
Yardımcı araştırmacı ve Melbourne Üniversitesi’nde biyomedikal mühendis olan Dr. Opie, fikirin implante kardiyak kalp pili ile benzer olduğunu söyledi. Kalp pilinde damara yerleştirilmiş sensörler kullanılarak dokuyla yapılan elektriksel ilişki farklı olarak beyinin içinde gerçekleştirilmektedir.
Dr. Opie : “Stent teknolojisinden yararlanarak, elektrod dizimiz damar iç duvarına yapışabilmek için kendi kendine şişiyor. Kaydedilmiş nöral sinyallerin ayıklanmasının ardından, bu sinyalleri tekerlekli sandalyelerin, dış iskeletin, protez kol veya bilgisayarların komuta edilmesinde kullanabiliriz. İki sene içerisinde başlayacağını umduğumuz ilk insan denemelerinde, felçli üç hastanın dış iskelet hareketini doğrudan beyin kontrolü ile sağlamada başarılı olabilmeyi ümit ediyoruz.” dedi.
“Günümüzde dış iskeletin; yürüme-durma, başlama, durma, dönme gibi birçok unsur arasında manuel joystick ile geçişler yapılarak kullanımı sağlanabiliyor. Stentrod ise böyle cihazların içinde doğrudan düşünce kontrolüne olanak sağlayan ilk cihaz olacaktır.” diye ekledi Dr. Opie.
Florey’de nörofizyolog Prof. Dr. Clive May, preklinik çalışmalardan elde edilen verilere göre cihaz implantasyonunun uzun dönemde kullanım için güvenli olduğunun altını çizdi. “Preklinik çalışmalarımıza göre, beyin aktivitesini birkaç ay boyunca başarılı bir şekilde kaydedebildik. Cihaz dokuya yerleştirildiğinde, kayıtların kalitesi de arttırıldı.” dedi.
“Çalışmamız ayrıca cihazı yüksek riskli açık beyin ameliyatına göre minimal düzeyde invazif olan anjiyografi ile implante etmek etkili ve güvenli olduğunu gösterdi..Beyin-bilgisayar ara yüzü, felce ve bu tip durumlara maruz kalmış kişilerin hastalığın üstesinden gelmeleri için devrim niteliğinde bir cihaz olma potansiyelini taşıyor.”
Melbourne Üniversitesi ve Royal Melbourne Üniversitesi Tıp ve Nöroloji Bölümlerinin Anabilim dalı başkanı Prof. Dr. Terry O’Brien; “Beyine zarar vermeden uzun süreler için beyin dalgalarını kaydedebilen cihaz üretebilmek modern tıp için harika bir gelişmedir. Bu cihaz spinal kord yaralanmalarının yanı sıra epilepsi, Parkinson ve diğer nörolojik bozukluğu olan kişiler için potansiyel bir kullanıma sahip olabilir.”
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160208124241.htm
Referans:
Thomas J Oxley, Nicholas L Opie, Sam E John, Gil S Rind, Stephen M Ronayne, Tracey L Wheeler, Jack W Judy, Alan J McDonald, Anthony Dornom, Timothy J H Lovell, Christopher Steward, David J Garrett, Bradford A Moffat, Elaine H Lui, Nawaf Yassi, Bruce C V Campbell, Yan T Wong, Kate E Fox, Ewan S Nurse, Iwan E Bennett, Sébastien H Bauquier, Kishan A Liyanage, Nicole R van der Nagel, Piero Perucca, Arman Ahnood, Katherine P Gill, Bernard Yan, Leonid Churilov, Christopher R French, Patricia M Desmond, Malcolm K Horne, Lynette Kiers, Steven Prawer, Stephen M Davis, Anthony N Burkitt, Peter J Mitchell, David B Grayden, Clive N May, Terence J O’Brien. Minimally invasive endovascular stent-electrode array for high-fidelity, chronic recordings of cortical neural activity. Nature Biotechnology, 2016; DOI: 10.1038/nbt.3428
