Kaliforniya, San Diego Üniversitesi‘ndeki Entegre Elektronik ve Biyoarayüzler Laboratuvarı (IEBL), derin beyin aktivitesinin klinik olarak kaydedilmesi için devrim niteliğinde bir yaklaşım ortaya koydu. İnsan beyninin içinde 10 cm derinliğe kadar giren, yüksek çözünürlüklü kayıt yapılmasına olanak tanıyan yeni bir sensör geliştirdiler. Yenilikçi sensör üretim yaklaşımı
Yenilikçi yaklaşım, klinik düzeydeki malzemelerden yapılmış ultra ince, esnek, özelleştirilebilir problara dayanıyor. Bu sondalar yerleştirilen bölgedeki beyin sinyallerini kaydedebilen sensörlerle donatılıyor. Küçük boyutları, yakın yerleştirmeye olanak tanıyarak, beynin eşi benzeri görülmemiş derinliklerinde yüksek çözünürlüklü algılamaya olanak tanıyor. Makalenin ilgili yazarı UC San Diego elektrik mühendisliği profesörü Shadi Dayeh şöyle açıklıyor: “İnce film elektrotlar için tamamen farklı bir üretim yöntemi geliştirdik. Bu yöntem, tedavi amacıyla gereken derin beyin yapılarına ulaşabilen, tekrarlanabilir, özelleştirilebilir ve yüksek üretim kapasitesine sahip elektrotların üretilmesine imkan tanıyor. Ayrıca, daha ince bir elektrot gövdesine rağmen yüksek uzaysal çözünürlük ve kanal sayısını mümkün kılıyor.” Yalnızca 15 mikron kalınlığındaki (insan saçının yaklaşık 1/5’i kalınlığında) problar şu anda 128 kanala kadar kayıt yapabiliyor. Günümüzün yalnızca 8 ila 16 kanallı klinik problarıyla karşılaştırıldığında önemli bir sıçrama. Araştırmacılar, prob başına binlerce kanala ulaşmayı hedefliyor. Bu ilerleme, doktorlara beyin sinyallerini daha iyi bir çözünürlükte yakalama, analiz etme ve anlama yeteneğini kazandıracak.
Bu teknolojinin sonuçları epilepsinin ötesine geçerek Parkinson hastalığı, hareket bozuklukları, obsesif kompulsif bozukluk, obezite, tedaviye dirençli depresyon, yüksek etkili kronik ağrı ve diğer çeşitli hastalıklara yönelik uygulamalara uzanabilir. UC San Diego Mikro-stereo-elektro-ensefalografisi (μSEEG), tedaviye dirençli epilepsi hastalarının 30 güne kadar kablosuz olarak izlenmesine olanak tanıyor. Profesör Dayeh, kortikal ve derin beyin yapılarını sürekli olarak izlerken, hastaların hastane ortamında ve evde serbestçe hareket etmesine olanak tanıyan kablosuz bir sistem hayal ediyor.
Kablosuz beyin izleme sistemi ufukta
Araştırmacılar, beynin derinliklerine ve yüzeyine yerleştirilmiş sensörlere sahip bir beyin izleme sistemi vizyonu üzerinde aktif olarak çalışıyorlar. Bir kutuda bulunan küçük bir bilgisayar sistemi ile kablosuz olarak iletişim kuran bu sistem, beyin sinyallerinin 30 güne kadar kaydedilmesi için kablosuz güç ve hesaplama altyapısı sağlayabilecek. Dr. Dayeh şunları söylüyor: “Nihai hedef, sistemi ve gerekli teknolojileri 2026 yılına kadar geliştirerek, hastalara özgürce hareket etmelerine olanak tanıyan bir kablosuz sistem sunmak.”
Çalışmada, tümör çıkarma ameliyatları sırasında iki hastada sistemin başarılı bir şekilde çalıştığı belirtiliyor. Sıçanlar, domuzlar ve insan dışı primatlar da dahil olmak üzere çeşitli hayvan modellerinden elde edilen veriler sistemin çok yönlülüğünü ortaya koyuyor. 10 cm uzunluğa kadar olan sondalar, derin beyin yapılarından kayıt yapılmasına olanak tanıyarak, makroskobik ve tek nöron seviyelerinde beyin dinamikleri hakkında önemli bilgiler sağladı.
