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Nuevos sensores cerebrales registran señales con resolución récord, lo que puede mejorar el tratamiento de tumores y epilepsia

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Madrid, enero. 20 (Prensa Europa) –

Un equipo de ingenieros, cirujanos e investigadores médicos ha demostrado que una nueva línea de sensores cerebrales puede registrar señales eléctricas sin precedentes directamente desde la superficie del cerebro humano, mejorando la capacidad de los cirujanos para extirpar tumores cerebrales y tratar la epilepsia. Nuevas posibilidades de interfaces cerebro-computadora a mediano y largo plazo.

Nuevos sensores cerebrales diseñados por expertos de la Universidad de California, San Diego, la Escuela de Ingeniería Jacobs, el Hospital General de Massachusetts y la Universidad de Oregon Health and Science, con 1.024 o 2.048 sensores electrocardiográficos (por electrocardiografía). En la revista Science Translational Medicine.

Estas fases delgadas y flexibles del sensor ECoG, si se aprueban para uso médico, proporcionarían a los cirujanos información sobre las señales cerebrales directamente desde la superficie de la corteza cerebral con una resolución 100 veces mayor que la actual.

Los tejidos de la superficie del cerebro o áreas específicas de la corteza cerebral están activos y pueden proporcionar una excelente guía en la planificación de cirugías para extirpar el tumor cerebral y la cirugía para la epilepsia.

Durante mucho tiempo, el equipo ha estado trabajando en versiones inalámbricas de estas fases ECoG de alta resolución, que se pueden usar para monitorear el cerebro durante 30 días en personas con epilepsia.

La tecnología tiene el potencial de adaptarse permanentemente para mejorar la calidad de vida de las personas que viven con accidentes cerebrovasculares u otras enfermedades neurodegenerativas que pueden tratarse con estimulación eléctrica, como la enfermedad de Parkinson, el temblor esencial y la distonía.

Electrocardiografía (ECOG): un dispositivo utilizado para registrar la actividad cerebral a partir de células sensoras colocadas directamente en la superficie del cerebro, ya está siendo utilizado por cirujanos para tratar la epilepsia en pacientes que no responden a medicamentos u otros tratamientos.

El nuevo trabajo ahora proporciona una amplia gama de datos de revisión por pares que demuestran que las fases con 1024 o 2048 sensores se pueden usar para registrar y procesar de manera confiable señales eléctricas directamente desde la superficie del cerebro tanto en humanos como en ratones. En comparación, las fases de ECoG comúnmente utilizadas en cirugía hoy en día suelen constar de 16 a 64 sensores, aunque las fases de grado de investigación pueden ser producidas por 256 sensores.

La capacidad de registrar señales cerebrales con una resolución tan alta mejorará la capacidad de los cirujanos para extirpar tumores cerebrales tanto como sea posible y minimizará el daño al tejido cerebral sano.

En el caso de la epilepsia, la capacidad de registrar las señales cerebrales con mayor claridad puede mejorar la capacidad del cirujano para detectar áreas del cerebro donde ocurren ataques epilépticos, eliminando así estas áreas sin tocar las áreas cercanas del cerebro donde no ocurrieron los ataques. . Por lo tanto, estas fases de alta definición pueden mejorar la protección del tejido cerebral normal y funcional.

Además, mostrar que las fases de eco con miles de sensores funcionan bien abre nuevas oportunidades en neurociencia para descubrir una comprensión más profunda de cómo funciona el cerebro humano. Los avances en la ciencia básica conducirán a mejores tratamientos basados ​​en una mayor comprensión de la función cerebral.

Con el objetivo de reconocer la clasificación ECoG de alta definición para uso médico, los autores del artículo cofundaron Precision Neurotech Inc., una empresa emergente.

Uno de los desafíos en la extirpación de tumores cerebrales es que la presencia del tumor desencadena cambios en el cerebro, incluido el cambio de partes del cerebro. Estos cambios hacen que sea esencial que el equipo de operaciones cree un mapa personalizado del cerebro del paciente -“mapas funcionales”- para que puedan determinar dónde cortar y dónde no cortar al extirpar el tumor tanto como sea posible.

Los autores del estudio han demostrado que estos mapas funcionales pueden ser muy precisos utilizando sus sensores ecocardiográficos de nanorodes de platino. En particular, el equipo desarrolló mapas funcionales de cuatro individuos diferentes en el borde del cerebro llamado surco central.

Los datos publicados recientemente por el equipo de estudios en ratones demuestran la utilidad de las fases para abrir nuevas vías en la investigación de la neurociencia básica. El nuevo trabajo, por ejemplo, implica lo que los investigadores creen que es el primer mapeo de la columna cortical en un ratón a partir de registros en la superficie del cerebro.

En el pasado, el mapeo de las columnas corticales se realizaba colocando una sola aguja en la superficie del cerebro y mediante estimulación eléctrica continua y movimiento de la aguja a través de la superficie del cerebro. En términos más generales, las rejillas de nanorodes de platino proporcionan datos de alta definición tanto en el tiempo como en el espacio, lo que abre muchas oportunidades para descubrir nuevos conocimientos sobre cómo funciona el cerebro.

Otra observación que permite nuevas fases, a la vez relacionadas con ondas cerebrales cortas y locales, así como con actividad cerebral larga y ancha.

El equipo está tomando una serie de iniciativas en paralelo para hacer avanzar estas fases de modo que puedan revisarse para su aprobación a corto, mediano y largo plazo.

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Redacción Prensa
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