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.
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
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
Onze partners
