Ακουστικά καταγράφουν την εγκεφαλική λειτουργία: Μοναδικό επίτευγμα

Τι θα γινόταν αν ένα ζευγάρι αισθητήρων που μοιάζουν με αυτοκόλλητα μπορούσαν να μετατρέψουν τα κοινά ακουστικά σε ένα ισχυρό μόνιτορ υγείας ικανό να επισημαίνει διαταραχές του εγκεφάλου ή της διάθεσης και να τις αντιμετωπίζει με ήχους ή ηλεκτρικούς παλμούς σε πραγματικό χρόνο;

Μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Σαν Ντιέγκο, αναπτύσσουν ευέλικτους αισθητήρες, αρκετά μικρούς ώστε να χωρούν στα κοινά ακουστικά, που μπορούν να καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου και τα επίπεδα γαλακτικού οξέος στον ιδρώτα. Αυτοί οι αισθητήρες θα μπορούσαν μελλοντικά να παρακολουθούν και να θεραπεύουν άμεσα σοβαρές καταστάσεις, παίζοντας ήχους ή χρησιμοποιώντας ηλεκτρική διέγερση για να επηρεάσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα. Πρόκειται για έναν αναδυόμενο τύπο θεραπείας, που είναι γνωστός ως electroceuticals.

“Μπορούμε να εκμεταλλευτούμε το ακουστικό σήμα για να οδηγήσουμε τις εγκεφαλικές καταστάσεις προς πιο επιθυμητά αποτελέσματα”, δήλωσε ο δρ. Gert Cauwenberghs, επικεφαλής μηχανικός που ασχολείται με την ανάπτυξη των αισθητήρων και καθηγητής βιομηχανικής στο UCSD Jacobs School of Engineering. “Αυτά τα πράγματα είναι δυνατά τώρα που μπορούμε να κλείσουμε τον κύκλο μεταξύ της παραγωγής ήχων και της μέτρησης της εγκεφαλικής δραστηριότητας”, πρόσθεσε.

Πώς λειτουργούν τα μοναδικά αυτά ακουστικά

Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Biomedical Engineering, οι αισθητήρες αποδείχθηκαν εξίσου αποτελεσματικοί με τις παραδοσιακές μεθόδους παρακολούθησης, όπως τα ακουστικά ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (EEG) για την εγκεφαλική δραστηριότητα και τα δείγματα αίματος για τα επίπεδα γαλακτικού οξέος. Αλλά σε αντίθεση με αυτές τις μεθόδους, οι electroceuticals αισθητήρες μπορούν να φοριούνται διαρκώς έξω από την κλινική, καθώς οι ασθενείς συνεχίζουν κανονικά τη ζωή τους.

Οι αισθητήρες είναι διαμορφωμένοι για να διατηρούν στενή επαφή με το αυτί και καλύπτονται με μια μεμβράνη υδρογέλης για να απορροφούν τον ιδρώτα. Μπορούν να στείλουν δεδομένα στα ακουστικά, τα οποία στη συνέχεια τα μεταδίδουν σε smartphone ή φορητό υπολογιστή μέσω bluetooth.

Η χρήση συσκευών στο αυτί για την παρακολούθηση της υγείας δεν είναι κάτι καινούργιο. Αλλά αυτά τα ακουστικά είναι η πρώτη τεχνολογία που συνδυάζει αισθητήρες εγκεφάλου και σώματος, ανοίγοντας την πόρτα για κάθε είδους έρευνα και κλινική πρόοδο.

Σε ποιες ασθένειες μπορεί εφαρμοστεί αυτή η τεχνολογία

Οι ερευνητές λένε ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη διάγνωση και θεραπεία μιας μεγάλης λίστας παθήσεων, από ασθένειες που σχετίζονται με τον εγκέφαλο όπως το Πάρκινσον, το Αλτσχάιμερ και η επιληψία, έως καταστάσεις διάθεσης, όπως η διαταραχή μετατραυματικού στρες, το άγχος και η κατάθλιψη. Θα μπορούσε επίσης να ανιχνεύσει και να θεραπεύσει εγκεφαλικά επεισόδια, εμβοές, υπνική άπνοια και τραυματικούς εγκεφαλικούς τραυματισμούς.

Πολλές έρευνες έχουν εξερευνήσει φορητές συσκευές για απομακρυσμένη παρακολούθηση ασθενών, αλλά τα ακουστικά με σύνδεση bletooth θα μπορούσαν να είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για καταστάσεις που επηρεάζουν τον εγκέφαλο. Οι ασθενείς που έχουν επιληψία, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να παρακολουθούνται εξ αποστάσεως, ακόμη και φορώντας τους αισθητήρες τη νύχτα, ώστε οι γιατροί να εντοπίζουν επιληπτικές κρίσεις που μπορεί να μην φαίνονταν έως τώρα, δήλωσε ο δρ. Erik Viirre, καθηγητής νευροεπιστημών στο UCSD και ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα.

Όταν χρησιμοποιούνται συνδυαστικά με τις μετρήσεις EEG, οι αλλαγές στο γαλακτικό οξύ θα μπορούσαν να παρέχουν περισσότερα στοιχεία για μια διάγνωση. Το γαλακτικό οξύ τείνει να αυξάνεται μετά από μια κρίση, για παράδειγμα. Το αυξημένο γαλακτικό οξύ μπορεί επίσης να σηματοδοτεί διαβήτη ή καρδιακή νόσο. Και η παρακολούθησή μπορεί φυσικά να αποδειχθεί χρήσιμη και σε ζητήματα αθλητικής απόδοσης.

Αλλά αναμφισβήτητα η πιο συναρπαστική πιθανή χρήση είναι ένα σύστημα “κλειστού βρόχου”, που μπορεί να παρακολουθεί και να αντιμετωπίζει τις παθήσεις αυτόματα, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Σε ασθενείς με εμβοές, τα ακουστικά θα μπορούσαν να παρακολουθούν την κατάσταση και να παρέχουν μια ποικιλία ήχων, παίζοντας εκείνους που μειώνουν τους δείκτες των εμβοών, είπε ο δρ. Viirre.

Η τεχνολογία θα μπορούσε να αντιμετωπίσει διαταραχές ύπνου, γνωστικό εκφυλισμό, κρίσεις πανικού ή χρόνιο πόνο με παρόμοιο τρόπο: παρέχοντας μουσική, οδηγίες βαθιάς αναπνοής, θετικά μάντρα ή ηλεκτρική διέγερση και προσαρμόζοντας σε πραγματικό χρόνο τις θεραπείες με βάση την απόκριση των ασθενών.

Πότε θα είναι διαθέσιμα ευρέως αυτά τα ακουστικά;

Πιθανότατα θα χρειαστούν χρόνια για να δοκιμαστούν αυτά τα ακουστικά και να εγκριθούν για κλινική χρήση, είπε ο δρ. Cauwenberghs.

Ωστόσο, οι καθημερινοί άνθρωποι πιθανώς να δουν πολύ νωρίτερα φορητές συσκευές για το αυτί που να παρακολουθούν παρόμοια δεδομένα, καθώς ολοένα και περισσότερες εταιρείες εισέρχονται στην αυξανόμενη αγορά των ηλεκτρονικών φορητών συσκευών που λειτουργούν και ως μετρητές/καταγραφείς υγείας.

Το αυτί είναι μια προνομιακή τοποθεσία, είπε ο δρ. Cauwenberghs. Είναι αρκετά κοντά στον εγκέφαλο για να πάρει μετρήσεις μια συσκευή και οι άνθρωποι φορούν ήδη ακουστικά για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Επομένως, η υιοθέτηση μιας τέτοιας τεχνολογίας δεν πρέπει να αποτελεί μεγάλο εμπόδιο.

Η εταιρεία NextSense αναπτύσσει ένα ακουστικό ανάγνωσης EEG και η STAT Health ανακοίνωσε πρόσφατα μια συσκευή στο αυτί που μπορεί να παρακολουθεί τη ροή του αίματος στο κεφάλι και να προβλέπει λιποθυμικά επεισόδια. Ο δρ. Viirre οραματίζεται έναν κόσμο όπου τα ακουστικά μπορούν να καταγράφουν ακόμη περισσότερα βιολογικά δεδομένα, όπως επίπεδα ορμονών, γλυκόζη στο αίμα και δείκτες στρες.

“Τα έξυπνα ρολόγια μπορούν να μας δώσουν πολλά δεδομένα, αλλά κατά κάποιο τρόπο είναι πολύ περιορισμένα”, είπε ο δρ. Cauwenberghs και πρόσθεσε: "Οι γιατροί δεν τα χρησιμοποιούν, είναι περισσότερο σαν gadgets. Η προσθήκη της τεχνολογίας κλειστού βρόχου θα μπορούσε να κάνει τη διαφορά ανάμεσα στο να μπορείς να δεις την πρόγνωση του καιρού και να μπορείς να κάνεις κάτι για τον επερχόμενο τυφώνα. Με αυτόν τον κλειστό κύκλο βιοανάδρασης και νευροανάδρασης, το όραμά μας ξεπερνά κατά πολύ την απλή παρακολούθηση δεικτών υγείας”.

Πηγή: medscape.com