Braininnovations: Εισαγωγή
Η Braininnovations δημιουργήθηκε ως μία κοινοπραξία για την ενσωμάτωση των ταχύτατων εξελίξεων στον τομέα της έρευνας του εγκεφάλου και της τεχνολογίας, προκειμένου να δημιουργήσουν νέες θεραπείες για δυσεπίλυτες νόσους. Η Braininnovations προήλθε όταν η βελγική ομάδα BRAI²N ((Brain Research center Antwerp for Innovative & Interdisciplinary Neuromodulation) ένωσε τις δυνάμεις της με το Delft University of Technology, στο Ντελφτ, και το Τμήμα Νευροεπιστημών του Erasmus Medical Center, στο Ρόττερνταμ, της Ολλανδίας. Μέσω μιας προσέγγισης που συνδυάζει άμεση μεταφορά των τεχνολογικών επιτευγμάτων σε κλινικά πειράματα και αντίστροφα, η Braininnovations γεφυρώνει ένα κενό στην «μεταγραφική ιατρική», συνδυάζοντας τεχνολογίες αιχμής με τα αποτελέσματα των μελετών στις νευροεπιστήμες.

Braininnovations
Η Braininnovations ιδρύθηκε το 2005 από τους Dirk De Ridder και Eddy van der Velden. Ο Dirk De Ridder (Καθ. Δρ. D. De Ridder) είναι νευροχειρουργός και ως γνώστης της Δαρβίνειας θεωρίας (η διατριβή του «Μια Δαρβίνεια νευροχειρουργική προσέγγιση στις εμβοές» δημοσιεύθηκε το 2005) έχει ερευνήσει μεθόδους για να επηρεάσει την εξέλιξη του εγκεφάλου. Μία από αυτές τις μεθόδους είναι η νευροδιαμόρφωση. Νευροδιαμόρφωση είναι η δημιουργία και τροποποίηση νευροφυσιολογικών σημάτων με σκοπό την αλλαγή της λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως θεραπεία. Η τεχνική περιλαμβάνει την ηλεκτρική διέγερση συγκεκριμένων περιοχών στο νευρικό σύστημα και την τοπική παροχή υγρών στο σύστημα μέσω του νωτιαίου μυελού ή τις εγκεφαλικές κοιλίες.

brain

Προς το παρόν αυτή η θεραπεία εφαρμόζεται με τη χρήση ενός μάλλον εκτεταμένου ηλεκτρικού συστήματος στο οποίο τα εξαρτήματα είναι διασκορπισμένα σε όλο το σώμα, διασυνδεδεμένα με καλώδια, και τροφοδοτούνται από αρκετά μεγάλες εμφυτεύσιμες μπαταρίες. Αυτή η σχετικά πρωτόγονη προσέγγιση ενέχει διάφορους κινδύνους συμπεριλαμβανομένης της ρήξης καλωδίων καθώς και επιπλοκές λόγω της αντικατάστασης των μπαταριών. Ο Eddy van der Velden (Αναπλ. Καθ. E.M. van der Velden) είναι επαγγελματίας ζωγράφος τέχνης, συγγραφέας και ιατρικός ερευνητής με μεγάλη εγγενή δημιουργικά ταλέντα. Κατά τα τελευταία 30 χρόνια έχει συνδεθεί με διάφορα πανεπιστημιακά νοσοκομεία στην Ολλανδία και στο εξωτερικό ως επιστήμονας. Ο Eddy είναι επίσης ιδρυτής των παραϊατρικών κλάδων της δερματογραφίας και της κερατογραφίας. Όταν συνάντησε για πρώτη φορά τον Dirk De Ridder, αναγνώρισε τη μοναδικότητα στην παρεκκλίνουσα άποψη του Dirk σχετικά με τον ανθρώπινο εγκέφαλο την οποία είχε ονομάσει «Η Ηλεκτρονική ιατρική στο μέλλον». Ο Van der Velden ισχυρίζεται ότι οι νευρολογικές επιστήμες βρίσκονται πλέον «στο μάτι του κυκλώνα», και έρχονται αντιμέτωπες με μία σειρά από επαναστατικές ανακαλύψεις, για τις οποίες είμαστε σήμερα σε πλήρη άγνοια και οι οποίες θα έχουν τεράστιες επιπτώσεις στην ιατρική επιστήμη και την ιατρική δεοντολογία αλλά και - αν και λιγότερο προφανώς - στην οικονομία, τις νομικές επιστήμες, το μάρκετινγκ και τη θρησκεία. «Αυτός ο αιώνας θα είναι ο αιώνας της νευροεπιστήμης και της γενετικής» υποστηρίζει ο Eddy van der Velden.


Έρευνα
Στον απόηχο του Καθ. Δρ. Kevin Warwick και Καθ. Δρ. Mark Gasson θέλουμε να επικεντρωθούμε στην «ηλεκτρονική ιατρική», όπου το πρωταρχικό ενδιαφέρον μας είναι στα ηλεκτρικά σήματα που εφαρμόζονται θεραπευτικά στον εγκέφαλο. Το πλεονέκτημα αυτών των σημάτων σε σχέση με φαρμακευτικά μέσα είναι ότι μπορούν να εφαρμοστούν σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, και κατά πάσα πιθανότητα έχουν λιγότερες παρενέργειες. Η χρήση ηλεκτρικών σημάτων μας δίνει τη δυνατότητα να παρέμβουμε στις χημικές διεργασίες που επηρεάζουν ή καθορίζουν τη λειτουργία του εγκεφάλου. Με τον τρόπο αυτό μπορούμε να διεγήρουμε και «να επαναφέρουμε» συγκεκριμένα τμήματα του εγκεφάλου. Κατ’ αυτή την έννοια ο Dirk De Ridder ακολουθεί τον Καθ. Δρ. Michael Gazzaniga στην άποψή του ότι έχει νόημα να επαναπρογραμματίσουμε τον εγκέφαλο. «Κάποιος θα πρέπει να ανατιμήσει τις έννοιες της ποικιλίας και της πολυμορφίας στην κοινωνία μας», σύμφωνα με τον Dirk De Ridder. Η πραγματικότητα της ψηφιοποιημένης ζωής μας μας κάνει αδιάφορους και θα πρέπει να προσέξουμε την απώλεια των δημιουργικών ικανοτήτων του εγκεφάλου μας, που προκαλείται από την εντατική παρακολούθηση των οθονών υπολογιστή. Ευτυχώς οι εγκέφαλοί μας έχουν τεράστια προσαρμοστικότητα. Ο Eddy van der Velden πιστεύει ότι στο εγγύς μέλλον θα είμαστε σε θέση να διεγήρουμε ενεργά το μυαλό μας μέσω νευροδιαμόρφωσης, η οποία θα λειτουργήσει ως καταλύτης στη δημιουργική σκέψη, και να αποκτήσουμε νέα, εις βάθος κατανόηση πάνω στον κόσμο που μας περιβάλλει.


Η οικοδόμηση μιας νέας γενιάς νευροδιεγερτών
brain2 Η Braininnovations στοχεύει στη βελτίωση της σημερινής γενιάς νευροδιεγερτών, μέσω - μεταξύ άλλων - τη χρήση σημαντικά μικρότερων μικροτσίπ, άθραυστης καλωδίωσης, μικροσκοπικών μπαταριών που τροφοδοτούνται από το ανθρώπινο σώμα, παρακολούθησης μέσω Bluetooth και ελέγχου μέσω smartphones, και δυνατότητας εύκολης αποστολής κρυπτογραφημένων δεδομένων στο ιατρικό προσωπικό χρησιμοποιώντας το smartphone, μια σειρά από βελτιώσεις που θα οδηγήσουν σε πολύ φιλικότερες συσκευές και λύσεις για τον ασθενή. Οι βελτιώσεις αυτές θα πρέπει να έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων συσκευών και λύσεων που είναι πολύ πιο φιλικές προς τον ασθενή.





Οι ασθενείς και οι μελλοντικές δυνατότητες τους για θεραπεία
Η θεραπεία των νευρολογικών διαταραχών μέσω νευροδιαμόρφωσης περιλαμβάνει έναν αριθμό μεθόδων για να παρέμβουμε στις νευροφυσιολογικές λειτουργίες του ανθρώπινου σώματος. Η επιλογή της καταλληλότερης μεθόδου για μια διαταραχή βασίζεται στο είδος της διαταραχής, και την αιτία της. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται οι παρακάτω μέθοδοι:

● Ηλεκτρική διέγερση για να ενεργοποιηθούν οι κινητικές λειτουργίες του ασθενούς
Αυτό το είδος διέγερσης περιλαμβάνει την αναζωογόνηση των παραλυμένων μυών ώστε να επανακτήσουν την ικανότητα κίνησης, όπως για παράδειγμα διέγερση του περονιαίου για να θεραπεύσουμε το foot drop.

● Hλεκτρική διέγερση του κεντρικού νευρικού συστήματος
Περιλαμβάνει το διαμόρφωση του νωτιαίου μυελού και του εγκεφάλου, για να θεραπεύσουμε τις παροξυσμικές διαταραχές και τον κλόνο, την επιληψία, τα προβλήματα της ουροδόχου κύστης, την ινομυαλγία, τις εμβοές, τις διπολικές διαταραχές, την ψυχαναγκαστική συμπεριφορά, το Πάρκινσον και το Αλτσχάιμερ. Τέλος , αυτό το είδος διέγερσης χρησιμοποιείται για την ανακούφιση του πόνου και τη ρύθμιση του ορμονικού συστήματος.

● Εστιασμένη διέγερση με χημικά
Μερικές νευρολογικές διαταραχές προκαλούνται από διακοπή της παραγωγής συγκεκριμένων χημικών ουσιών από το ανθρώπινο σώμα οι οποίες είναι απαραίτητες για τη μεταφορά σημάτων μεταξύ των νευρώνων. Η έλλειψη αυτών των χημικών ουσιών προκαλεί ανεξέλεγκτες κινήσεις, όπως σπασμούς και τρέμουλο. Εστιασμένη διέγερση, για παράδειγμα στην ορμονική περιοχές του νωτιαίου μυελού ή στις (εγκεφαλικές) κοιλίες μπορεί να έχει καλά αποτελέσματα σε πολλές περιπτώσεις.

Τρέχοντα έργα
● Ένα έργο περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός εξαιρετικά ευέλικτου, μικρών διαστάσεων, και σταθερού φορτίου νευροδιεγέρτη για εγκεφαλική διέγερση σε μεγάλο βάθος, για νεύροδιέγερση στον εγκεφαλικό φλοιό και στο περιφερικό νευρικό σύστημα (έργο uStim/SINS: Small Implantable NeuroStimulators).

● Ένα άλλο έργο αφορά την επιστράτευση μοντέρων τηλεφώνων (smartphones) με λειτουργικό σύστημα Android, των οποίων η έξοδος ήχου προσαρμόζεται στην απώλεια της ακοής σε ασθενείς με εμβοές, βασίζομενοί σε εξατομικευμένα ηχομετρικά στοιχεία, σύμφωνα με μια προσέγγιση που αναπτύχθηκε από τον γαλλική νευροεπιστήμονας Arnaud Norena.

● Σε μια προσαρμογή μιας τεχνικής που αναπτύχθηκε για ζώα από τον νευροεπιστήμονα ακουστικής Turner, ένα τρίτο έργο επιχειρεί να αναπτύξει ένα τεστ ανίχνευσης ακουστικoύ χάσματος.

● Ένα τέταρτο έργο αποσκοπεί στο σχεδιασμό της επόμενης γενιάς, γενικής χρήσης επεξεργαστές εμφυτευμάτων και συστήματων-σε-τσιπ (Systems-on-Chip, SoC) που χαρακτηρίζονται από υψηλά επίπεδα αξιοπιστίας υλικού / λογισμικού, υψηλή ασφάλεια και προστασία προσωπικών δεδομένων, εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μικροσκοπικό μέγεθος (έργο SIMS: Smart implantable Medical Systems).

● Ένα πέμπτο έργο περιλαμβάνει τον σχεδιασμό μιας τεχνητής παρεγκεφαλίδας ως ένα πραγματικού χρόνου, ιατρικό σύστημα-σε-τσιπ με πολυ-επεξεργαστές (MPSoC) με στόχο τη διάσωση (δηλαδή αντικατάσταση) κατεστραμμένων μερών του πραγματικού εγκεφάλου. Η τεχνητή παρεγκεφαλίδα αναμένεται να είναι ένα φορητό σύστημα και έχει τις ακόλουθες απαιτήσεις:
- υψηλή αξιοπιστία λόγω του ιατρικού σκοπού της
- υψηλές επιδόσεις, τόσο σε ταχύτητα (για επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο) όσο και σε απόδοση (για την κάλυψη ενός μεγάλου αριθμού των νευρώνων)
- προσαρμοστικότητα σε διάφορες μορφές εισόδου (Έργο DeSyRe: on-Demand System Reliability)
- αποτελεσματική κατανάλωση ισχύος λόγω της απαίτησης για φορητότητα

Literature
pdfWetenschap in Beeld, augustus 2016 - Toekomstig wondermedicijn is elektrisch.
( click the icon to read the full article )

pdfMonitor, Maart 2016 - Hartslag als wachtwoord
( click the icon to read the full article )

pdfThesis Topics Related To SINs - The SINs (Smart Implantable Neurostimulators) project is focused on the development of soft- and hardware for the next generation neurostimulators.
( click the icon to read the full article )

pdfBrainframe - Framework for high-detail and real-time brain simulations (BrainFrame).
( click the icon to read the full article. )


pdfSINs - Functional Brain Dynamics
( click the icon to read the full article. )


pdfSlimmere neurostimulatie: Het vinden van de juiste golf - Neurostimulatie staat sterk in de belangstelling binnen de medische wetenschap. Het biedt in potentie dan ook het antwoord.... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfPortret Dirk de Ridder - Tinnitus als fout voorspelling". Tinnitus as prediction error ". Neurochirurg prof. dr. Dirk de Ridder van de Brain Clinic in het Universitair Ziekenhuis Antwerpen (UZA) is een bekende.... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfHearing Research,Volume 296,Februari 2013 - Does enriched acoustic environment in humans abolish chronic tinnitus clinically and electrophysiologically? A double blind placebo controlled study.... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfHersenen onder controle - Mensen met hersenaandoeningen zoals Parkinson en tinnitus(oorsuizen) krijgen in de toekomst mogelijk een slimme geminiaturiseerde neurostimulator in hun lijf. Made in Delft.... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfNeuromodulatie stroom als medicijn - Met neuromodulatie kan een arts de activiteit in de hersenen beïnvloeden via elektrische stroom. Voor sommige patiënten met chronische pijn, oorsuizen of de ziekte van Parkinson is die behandeling intussen de normaalste zaak... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfVerdwalen in je eigen geest - Mensen die de weg niet meer vinden in hun eigen huis, hun familie niet meer herkennen of ’s nachts op pantoffels de straat op trekken: voor wie regelmatig met dementiepatiënten in contact komt, zijn het herkenbare verhalen... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfProgrammable implants - For his PhD research, Dr Christos Strydis rethought the architecture for processors in biomedical implants. In future implants might be recharged by the brain. Saying that they are committed to their research... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfThe Case for a Generic Implant Processor - A more structured and streamlined design of implants is nowadays possible. In this paper Christos Strydis and Georgi Gaydadjiev focus on implant processors located in the heart of implantable systems... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfNeuromodulatie bij de ziekte van Parkinson - Repetitieve transcraniale magnetische stimulering en transcraniale stimulering met gelijkstroom als adjuvante behandeling... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)


pdfLa neuromodulation lors de maladie de Parkinson - La stimulation magnétique transcrânienne répétitive et la stimulation transcrânienne par courant direct en tant que traitement adjuvant... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfControlling the brain - Our brain is the center of our nervous system. Literally everything we do, from eating an apple to solving a Schrödinger equation, is controlled by it. Usually we don’t give much thought to the fact our brain is so utterly important, but imagine... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfThe Brain's Dark Energy - Imagine you are almost dozing in a lounge chair outside, with a magazine on your lap. Suddenly, a fly lands on your arm. You grab the magazine and swat at the insect. What was going on in your brain after the fly landed... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)

pdfChameleon in the classroom - Professor Wouter Serdijn is one of TU Delft's bright young guns in the professorial ranks. The two-time winner of his faculty's 'Best Teacher Award' shares his views on internationalization, successful teaching and his passion for music.... (klik op het pdf icoontje om het volledige artikel te lezen)



logo
© Copyright 2015 Braininnovations. Alle rechten voorbehouden.
webdesign/webmaster: Piotr Breedveld, Denny Pahlad ✝ (1978-2015)

Contact





Bedankt!

Bedankt voor uw bericht. We nemen spoedig contact met u op!