Forskare har visat att en elektronisk enhet kan upptäcka och avsluta epileptiska anfall när den implanteras i hjärnan hos möss
Vår hjärna celler som kallas neuroner antingen exciterar eller hämmar andra neuroner runt dem från att skicka meddelanden. Det finns en känslig balans mellan nervceller som "exciterar" och de som "stoppar" förmedlingen av meddelanden. I tillståndet som kallas epilepsi – en kronisk hjärnsjukdom som drabbar människor i alla åldrar och kön – börjar neuroner i ens hjärna att skjuta och signalera till närliggande neuroner att också elda samtidigt. Detta orsakar en eskalerande effekt som leder till obalans mellan "spännande" och "stoppande" aktivitet. Grundorsaken till denna elektriska aktivitet tros vara komplexa kemiska förändringar som inträffar i nervceller. Ett anfall uppstår när elektriska impulser överskrider sina normala gränser. Ett anfall påverkar en persons medvetande eller motoriska kontroll. Kramper i sig är inte en sjukdom utan är tecken på olika störningar i hjärnan. Vissa anfall är inte märkbara men vissa är invalidiserande för en person. Även om det finns flera typer av anfall, är ovanstående typ förknippad med epilepsi. Epilepsi är en av de vanligaste neurologiska sjukdomarna med cirka 50 miljoner människor som lider av den över hela världen. Den vanligaste behandlingen för epilepsi är användning av epileptisk läkemedel som bensodiazepiner som inte bara har drastiska biverkningar utan också är ineffektiva för att förebygga anfall hos 30 procent av epileptiska patienter. Människor med epilepsi och deras familjer måste möta stigma och diskriminering kopplat till denna sjukdom, särskilt i låg- och medelinkomstländer.
Ett team av brittiska och franska forskare vid University of Cambridge, École Nationale Supérieure des Mines och INSERM har visat en elektronisk enhet som när den implanterades i hjärnan på möss kunde upptäcka det första tecknet på ett anfall. Efter denna upptäckt kunde den leverera en inbyggd hjärnkemikalie inuti hjärnan som sedan hämmade anfallet från att fortsätta ytterligare. Deras innovativa studie har publicerats i Vetenskapliga framsteg.
The electronic device is thin, soft, flexible and made of ekologisk films allowing it to interface well with human tissue. It is also safe as does minimal damage to the brain. The electrical properties of these ekologisk films make them ideally suited for such medical applications where interface with living tissue is needed. The neurotransmitter or drug in the device targets the origin point of the seizure and thereby signals neurons to discontinue firing. This causes the seizure to stop. A neural probe was used to transport this neurotransmitter to the affected part of the brain. This probe incorporates a mini ion pump and electrodes which monitor brain activity for potential seizure. When probe electrodes detect a neural signal belonging to a seizure, ion pump gets activated which then creates an electric field. This electric field enables drug movement across an ion exchange membrane from an internal reserve to outside of the electronic device by a process called electrophoresis which technically allows patients to control dosage and timing of the neurotransmitter drug in a more precise manner. The exact quantity of the drug to be released can be based according to strength of the electric field. This innovative method takes care of ‘when’ and ‘how’ much drug needs to be delivered for a specific patient. The drug is delivered without any added solvent solution which helps in preventing any damage to the surrounding tissue. The drug interacts efficiently with cells just outside of the device. Researchers found that only a small amount of drug was required to prevent seizures and this amount was accounted as no more than 1 percent of the entire drug which was initially added into the device. This is helpful as the device will need not to be refilled for lengthy durations. The drug used in this particular study was a native neurotransmitter in our body and it was seamlessly consumed by natural developments in the brain immediately upon its release. This suggests that the treatment described should reduce or even eradicate any undesired drug side effects.
Studien måste utföras mer ingående på möss för att mäta potentiella biverkningar och sedan kan en motsvarande studie genomföras på människor. Det kan ta ett tag, kanske flera år, innan den här enheten är tillgänglig på marknaden för allmänt bruk. Det måste också studeras om en sådan anordning kan förhindra anfall helt och hållet. Om denna teknik lyckas kan den revolutionera medicinering mot epilepsi och även hjälpa till vid andra liknande sjukdomar. Det finns hopp om att ett liknande tillvägagångssätt skulle kunna användas för en rad andra neurologiska störningar, inklusive hjärntumörer, stroke och Parkinsons sjukdom.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
Proctor CM et al. 2018. Elektroforetisk läkemedelstillförsel för anfallskontroll. Vetenskap Förskott. 4 (8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
***
