S имитация простые вкладыши могут отслеживать ваш мозг

12 октября 2023 года – Что, если пара датчиков, похожих на наклейки, могут превратить ваши наушники-вкладыши в мощный монитор здоровья, способный обнаруживать расстройства мозга или настроения и лечить их звуками или электрическими импульсами в реальном времени?

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разрабатывают гибкие датчики, достаточно маленькие, чтобы поместиться на наушниках-вкладышах, которые могут записывать электрическую активность мозга и уровень лактата в поту. Когда-нибудь эти датчики смогут контролировать и лечить состояния здесь и сейчас, воспроизводя звуки или используя электрическую стимуляцию для воздействия на активность мозга, новый вид терапии, известный как электроцетикалы.

“Мы можем злоупотребить слуховым сигналом, чтобы направить состояния мозга на более желательные результаты”, – сказал Герт Каувенбергс, доктор философии, главный инженер, занимавшийся разработкой датчиков и профессор биотехники в Школе инженерии UCSD Джейкобса. “Теперь, когда мы можем закрыть петлю между производством звуков и измерением активности мозга, все это стало возможным”.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering, датчики оказались такими же эффективными, как и традиционные методы мониторинга, такие как электроэнцефалограмма (ЭЭГ) в шлеме для активности мозга и анализ крови на уровень лактата. Но в отличие от этих методов, датчики могут носиться непрерывно за пределами клиники, пока пациенты ведут свою повседневную жизнь.

Датчики “пружинные”, чтобы обеспечить плотный контакт с ухом, и покрыты гидрогелевой пленкой для поглощения пота. Они могут передавать данные на наушники, которые затем передают их на смартфон или ноутбук через Bluetooth.

Использование вкладышей для отслеживания здоровья не является новым. Но это первая технология, которая объединяет датчики мозга и тела, открывая новые возможности для исследований и клинических прорывов.

Что может сделать эта технология?

Исследователи говорят, что эту технологию можно использовать для помощи в диагностике и лечении множества состояний, от болезней, связанных с мозгом, таких как болезнь Паркинсона, Альцгеймера и эпилепсия, до настроения, такого как посттравматическое стрессовое расстройство, тревога и депрессия. Она также может обнаруживать и лечить инсульты, тиннитус, апноэ сна и травматические повреждения головного мозга.

Много исследований исследовали носимые устройства для удаленного мониторинга пациентов, но наушники-вкладыши могут быть особенно полезны для состояний, влияющих на мозг. Пациентов, проходящих тестирование на эпилепсию, например, можно наблюдать удаленно, нося датчики даже ночью, чтобы обнаружить приступы, которые могли остаться незамеченными, сказал Эрик Виаре, MD, PhD, профессор нейронаук в UCSD, который не был задействован в исследовании.

Когда используется с результатами ЭЭГ, изменения в уровне лактата могут предоставить более доказательств для диагноза. Например, уровень лактата обычно повышается после приступа эпилепсии. Высокий уровень лактата также может указывать на диабет или сердечно-сосудистые заболевания. И отслеживание уровня лактата может оказаться полезным в спортивной активности.

Но, пожалуй, самое захватывающее потенциальное применение – это “замкнутая петля” система, которая может мониторить и лечить состояния автоматически, без вмешательства человека. У пациентов с тиннитусом, звоном в ушах из-за аномальной активности мозга, устройство может контролировать состояние и тестировать различные звуки, воспроизводя те, которые уменьшают показатели тиннитуса, говорит Виаре.

Технология может лечить нарушения сна, когнитивный упадок, панические атаки или хроническую боль аналогичным образом – воспроизводя музыку, указания на глубокое дыхание, позитивные мантры или электрическую стимуляцию и приспосабливая терапии на основе реакции в реальном времени.

Когда можно получить эту технологию?

Скорее всего, на тестирование и одобрение для клинического использования устройству потребуется несколько лет, сказал Каувенбергс.

Но обычные люди могут увидеть вкладыши-устройства, отслеживающие подобные данные, прежде, чем это случится, поскольку в растущем рынке «слышимых» устройств, наушников-вкладышей, делающих работу по отслеживанию здоровья.

Ухо – отличное место, говорит Каувенбергс. Оно достаточно близко к мозгу, чтобы снять показания, и люди уже долго носят наушники-вкладыши. Поэтому принятие данной технологии не должно быть большим препятствием.

Компания NextSense работает над наушником с считыванием электрической активности мозга, а STAT Health недавно объявила о разработке вкладыша, который может отслеживать кровоток в голове и предсказывать обмороки. Виаре представляет мир, в котором наушники-вкладыши могут записывать еще больше биологических данных, таких как уровень гормонов, глюкоза в крови и показатели стресса.

«Умные часы могут предоставить вам много данных, но они очень ограниченны», – сказал Каувенбергс. «Врачи их не используют; это скорее гаджет». Добавление технологии замкнутого контура может стать «разницей между возможностью увидеть прогноз погоды и возможностью что-то предпринять в случае урагана».

«С помощью этого замкнутого контура обратной связи и нейротренинга наше видение выходит далеко за пределы мониторинга», – сказал он.