Wahandisi wameunda ubongo usio na waya pacemakerambayo inaweza kugundua na kuzuia mitetemeko au mishtuko ya moyo kwa wagonjwa wanaougua magonjwa ya neva
Kulingana na Shirika la Afya Duniani (WHO) matatizo ya neva huathiri zaidi ya watu bilioni moja duniani kote na husababisha vifo vya zaidi ya milioni 6 kila mwaka. Magonjwa haya ni pamoja na kifafa, Ugonjwa wa Alzheimer, kiharusi cha ubongo au majeraha na Ugonjwa wa Parkinson. Athari za magonjwa haya zipo katika nchi zilizoendelea na zinazoendelea na mara nyingi matibabu hayapatikani kwa sababu ya ukosefu wa mfumo mzuri wa afya, wafanyikazi waliofunzwa au sababu zingine. Idadi ya watu duniani inazeeka na kulingana na WHO, katika miaka 30-40 ijayo zaidi ya nusu ya idadi ya watu itakuwa zaidi ya miaka 65. Ni muhimu kuelewa kwamba shida za neva zitakuwa mzigo mkubwa wa afya katika siku za usoni
'Pacemaker' kwa ubongo
Wahandisi kutoka Chuo Kikuu cha California Berkeley Marekani wameunda kichochezi kipya cha nyuro ambacho kinaweza kusikiliza kwa wakati mmoja ('rekodi') na pia kuchochea ('kutoa') mkondo wa umeme ndani ya ubongo. Kifaa kama hicho kinaweza kutoa matibabu kamili ya kibinafsi kwa wagonjwa wanaougua magonjwa ya neva haswa ugonjwa wa Parkinson na kifafa. Kifaa hiki kimeundwa WAND (kifaa cha urekebishaji cha neuromodulation kisicho na waya), na kinaweza pia kuitwa kama '.pacemaker ya ubongo'sawa na moyo pacemaker - kifaa kidogo, kinachoendeshwa na betri ambacho kinaweza kuhisi wakati moyo unapiga isivyo kawaida na kisha kutoa ishara kwa moyo ili kufikia mwendo sahihi unaotaka. Vivyo hivyo, ubongo pacemaker ina uwezo wa kufuatilia bila waya na kwa uhuru shughuli za umeme za ubongo na mara inapojifunza kutambua ishara au vipengele vya tetemeko au seizure katika ubongo, kifaa kinaweza kujirekebisha kigezo cha kusisimua kwa kutoa kichocheo cha umeme 'sahihi' wakati kitu hakiko sawa. Ni mfumo wa kitanzi uliofungwa ambao unaweza kurekodi na pia kuchochea kando na unaweza kurekebisha vigezo tofauti katika muda halisi. WAND ina uwezo wa kurekodi shughuli za umeme kwenye ubongo kwa zaidi ya chaneli 125 katika mfumo wa kitanzi funge. Kwa maonyesho ya vitendo, watafiti walionyesha kuwa WAND iliweza kutambua na kuchukua hatua zinazofaa ili kuchelewesha kwa mafanikio harakati maalum za mikono katika nyani wa nyani (rhesus macaques).
Changamoto na vifaa vya awali
Moja ya changamoto kubwa katika kupata tiba sahihi kwa mgonjwa mwenye tatizo la mishipa ya fahamu ni muda mrefu wa kutafuta kwanza utaratibu na kisha gharama kubwa zinazohusika. Kifaa chochote kama hicho kinaweza kuzuia kutetemeka au kukamata kwa wagonjwa kwa ufanisi. Hata hivyo, saini za umeme zinazokuja kabla ya mshtuko halisi au tetemeko ni za hila sana. Pia, mzunguko na nguvu ya kichocheo kinachohitajika cha umeme ambacho kina uwezo wa kuzuia tetemeko hizi au kukamata pia ni nyeti sana. Ndiyo sababu marekebisho madogo kwa wagonjwa mahususi huchukua miaka kabla ya kifaa chochote kutoa matibabu bora. Changamoto hizi zikitatuliwa vya kutosha, kunaweza kuwa na ongezeko la uhakika la matokeo na ufikiaji.
Katika utafiti mpya uliochapishwa katika Uhandisi wa Biomedical Nature, watafiti walitaka kifaa hicho kitoe matokeo bora zaidi kwa mgonjwa kwa kutoa kichocheo bora. Hili linaweza kufikiwa tu kwa kusikiliza na pia kurekodi ruwaza au saini za neva. Lakini, kurekodi na kusisimua mawimbi ya umeme ni changamoto sana kwani mipigo mikubwa ambayo hutolewa kwa msisimko inaweza kuzidiwa na mawimbi ya umeme kwenye ubongo. Suala la vichochezi vya sasa vya ubongo wa kina ni kwamba hawawezi 'kurekodi' na wakati huo huo 'kuwasilisha' kichocheo kwenye eneo moja la ubongo. Kipengele hiki ndicho muhimu zaidi kwa tiba yoyote ya watu waliofungwa na hakuna kifaa kama hicho kinachopatikana kwa sasa kibiashara au vinginevyo.
Hapa ndipo hali ya kipekee ya WAND inakuja kwenye picha. Watafiti walibuni saketi zilizobinafsishwa za WAND ambazo zinaweza 'kurekodi' mawimbi kamili kutoka kwa mawimbi madogo ya ubongo na pia kutoka kwa mipigo yenye nguvu ya umeme. Utoaji wa ishara kutoka kwa mipigo ya umeme husababisha ishara wazi zaidi kutoka kwa mawimbi ya ubongo ambayo hakuna kifaa chochote kilichopo kinachoweza kufanya. Kwa hivyo, msisimko na kurekodi kwa wakati mmoja katika eneo moja la ubongo hutuletea matukio kamili ambayo yanaweza kutumika kuunda tiba bora. WAND inaruhusu kupanga upya kwa matumizi katika programu tofauti. Katika jaribio la moja kwa moja la nyani, kifaa cha WAND kilikuwa na ujuzi wa kutambua sahihi za mishipa ya fahamu na kisha kuweza kutoa kichocheo cha umeme kilichohitajika. Kwa mara ya kwanza, mfumo wa kitanzi kilichofungwa umeonyeshwa kufanya kazi hizi mbili pamoja.
***
Chanzo (s)
Zhou A et al 2018. Kifaa kisichotumia waya na kisicho na sanaa cha kurekebisha sauti cha njia 128 kwa ajili ya kusisimua na kurekodi kwa nyani wasio binadamu. Uhandisi wa Biomedical Nature.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x
***
