Forskere har vist at en elektronisk enhet kan oppdage og avslutte epileptiske anfall når den implanteres i hjernen til mus
Vår hjerne celler kalt nevroner enten eksiterer eller hemmer andre nevroner rundt dem fra å sende meldinger. Det er en delikat balanse mellom nevroner som "begeistrer" og de som "stopper" formidlingen av meldinger. I tilstanden som kalles epilepsi – en kronisk hjernesykdom som rammer mennesker i alle aldre og kjønn – begynner nevroner i hjernen ens å skyte og signalisere til nabonevroner om å også skyte samtidig. Dette forårsaker en eskalerende effekt som fører til ubalanse mellom "spennende" og "stoppende" aktivitet. Grunnårsaken til denne elektriske aktiviteten antas å være komplekse kjemiske endringer som oppstår i nerveceller. Et anfall oppstår når elektriske impulser unnslipper sine normale grenser. Et anfall påvirker en persons bevissthet eller motoriske kontroll. Anfall i seg selv er ikke en sykdom, men er tegn på forskjellige lidelser i hjernen. Noen anfall er ikke merkbare, men noen er invalidiserende for en person. Selv om det er flere typer anfall, er den ovennevnte typen assosiert med epilepsi. Epilepsi er en av de vanligste nevrologiske sykdommene med rundt 50 millioner mennesker som lider av den over hele verden. Den vanligste behandlingen for epilepsi er bruk av epileptisk medisiner som benzodiazepiner som ikke bare har drastiske bivirkninger, men som også er ineffektive for å forhindre anfall hos 30 prosent av epileptiske pasienter. Personer med epilepsi og deres familier må møte stigma og diskriminering knyttet til denne sykdommen, spesielt i lav- og mellominntektsland.
Et team av britiske og franske forskere ved University of Cambridge, École Nationale Supérieure des Mines og INSERM har vist en elektronisk enhet som når den ble implantert i hjernen til mus var i stand til å oppdage det første tegn på et anfall. Etter denne påvisningen var den i stand til å levere et naturlig hjernekjemikalie inne i hjernen som deretter hindret anfallet i å fortsette videre. Deres innovative studie er publisert i Science Advances
The electronic device is thin, soft, flexible and made of organisk 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 organisk 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 må utføres mer detaljert på mus for å måle potensielle bivirkninger, og deretter kan en tilsvarende studie utføres på mennesker. Det kan ta en stund, kanskje flere år, før denne enheten er tilgjengelig på markedet for offentlig bruk. Det må også undersøkes om en slik enhet kan forhindre anfall helt. Hvis denne teknikken lykkes, kan den revolusjonere medisiner mot epilepsi og også hjelpe ved andre lignende sykdommer. Det er håp om at en lignende tilnærming kan brukes for en rekke andre nevrologiske lidelser, inkludert hjernesvulster, hjerneslag og Parkinsons sykdom.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Proctor CM et al. 2018. Elektroforetisk medikamentlevering for anfallskontroll. Vitenskap Fremskritt. 4 (8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
***
