ایک وائرلیس ''برین پیس میکر'' جو دوروں کا پتہ لگا سکتا ہے اور اسے روک سکتا ہے۔

Engineers have designed a wireless ‘brain پیس میکر’ which can detect and prevent tremors or seizures in patients suffering from neurological disorders

عالمی ادارہ صحت کے مطابق (ڈبلیو) neurological disorders affect more than one billion people worldwide and it causes more than 6 million deaths annually. These disorders include epilepsy, الزائمر کی بیماریبرین اسٹروک یا چوٹیں اور پارکنسنز کی بیماری. ان بیماریوں کے اثرات ترقی یافتہ اور ترقی پذیر دونوں ممالک میں موجود ہیں اور کئی بار صحت کے مناسب نظام، تربیت یافتہ افراد یا دیگر عوامل کی کمی کی وجہ سے علاج دستیاب نہیں ہوتا ہے۔ عالمی آبادی عمر رسیدہ ہو رہی ہے اور ڈبلیو ایچ او کے مطابق اگلے 30-40 سالوں میں نصف سے زیادہ آبادی 65 سال سے زیادہ عمر کی ہو جائے گی۔ یہ سمجھنا ضروری ہے کہ اعصابی عوارض مستقبل قریب میں صحت پر بہت بڑا بوجھ بننے جا رہے ہیں۔

دماغ کے لیے ایک 'پیس میکر'

Engineers from University of California Berkeley USA have designed a novel neurostimulator which can simultaneously listen (‘record’) and also stimulate (‘deliver’) electric current inside the brain. Such a device can provide a perfected personalized treatment for patients suffering from neurological disorders particularly Parkinson’s disease and epilepsy. The device is coined WAND (wireless artifact-free neuromodulation device), and it could be also called as a ‘دماغی پیس میکر’ similar to the heart پیس میکر – a tiny, battery-operated device which is able to sense when the heart is beating irregularly and then delivers a signal to the heart to achieve the desired correct pace. Similarly, the brain پیس میکر is able to wirelessly and autonomously monitor the brain’s electrical activity and once it has learned to identify signs or features of a tremor or پریشان دماغ میں، جب کوئی چیز ترتیب میں نہ ہو تو آلہ 'درست' برقی محرک فراہم کر کے محرک کے پیرامیٹرز کو خود کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔ یہ ایک بند لوپ سسٹم ہے جو ریکارڈ کرنے کے ساتھ ساتھ متحرک بھی ہوسکتا ہے اور اصل وقت میں مختلف پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرنے کے قابل ہے۔ WAND بند لوپ سسٹم میں 125 سے زیادہ چینلز پر دماغ میں برقی سرگرمی کو ریکارڈ کرنے کے قابل ہے۔ ایک عملی مظاہرے کے لیے، محققین نے ظاہر کیا کہ WAND پرائمیٹ بندروں (ریسس میکاک) میں انتہائی مخصوص بازو کی نقل و حرکت کو کامیابی سے موخر کرنے کے لیے مناسب اقدامات کو پہچاننے اور اٹھانے کے قابل تھا۔

پچھلے آلات کے ساتھ چیلنجز

نیورولوجیکل حالت والے مریض کے لیے صحیح علاج تلاش کرنے میں ایک بڑا چیلنج پہلے طریقہ کار کو تلاش کرنے کا طویل دورانیہ اور پھر اس میں شامل زیادہ اخراجات ہیں۔ اس طرح کا کوئی بھی آلہ مریضوں میں جھٹکے یا سیزر کو بہت مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے۔ تاہم، برقی دستخط جو اصل دورے یا زلزلے سے پہلے آتے ہیں انتہائی لطیف ہوتے ہیں۔ نیز، مطلوبہ برقی محرک کی فریکوئنسی اور طاقت جو ان جھٹکوں یا دوروں کو روکنے کی صلاحیت رکھتی ہے، بھی بہت حساس ہے۔ یہی وجہ ہے کہ خاص مریضوں کے لیے چھوٹی ایڈجسٹمنٹ میں عموماً سال لگتے ہیں اس سے پہلے کہ کوئی بھی ایسا آلہ بہترین علاج فراہم کر سکے۔ اگر ان چیلنجوں کو مناسب طریقے سے پورا کیا جائے تو نتائج اور رسائی میں یقینی اضافہ ہو سکتا ہے۔

میں شائع ایک نئی تحقیق میں فطرت حیاتیاتی انجینئرنگ، محققین چاہتے تھے کہ آلہ ایک بہترین محرک فراہم کرکے مریض کے لیے بہترین ممکنہ نتیجہ فراہم کرے۔ یہ صرف سننے کے ساتھ ساتھ پیٹرن یا اعصابی دستخطوں کو ریکارڈ کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ لیکن، برقی سگنلز کو ریکارڈ کرنا اور ان کی حوصلہ افزائی کرنا بہت مشکل کام ہے کیونکہ بڑی دھڑکنیں جو محرک کے ذریعے حاصل ہوتی ہیں دماغ میں برقی سگنلز کو مغلوب کر سکتی ہیں۔ موجودہ گہرے دماغی محرکات کے ساتھ مسئلہ یہ ہے کہ وہ 'ریکارڈ' کرنے سے قاصر ہیں اور ساتھ ہی دماغ کے اسی علاقے میں محرک 'فراہم' کر سکتے ہیں۔ یہ پہلو کسی بھی بند لوپ تھراپی کے لیے سب سے اہم ہے اور ایسا کوئی آلہ فی الحال تجارتی یا دوسری صورت میں دستیاب نہیں ہے۔

یہیں سے WAND کی استثناء تصویر میں آتی ہے۔ محققین نے WAND کو اپنی مرضی کے مطابق سرکٹس ڈیزائن کیا جو دماغ کی لطیف لہروں کے ساتھ ساتھ مضبوط برقی دھڑکنوں سے مکمل سگنلز کو 'ریکارڈ' کر سکتا ہے۔ برقی دھڑکنوں سے سگنل کو گھٹانے کے نتیجے میں دماغی لہروں سے واضح سگنل ملتا ہے جو موجودہ آلات میں سے کوئی بھی نہیں کر پاتا۔ اس طرح، دماغ کے ایک ہی علاقے میں بیک وقت محرک اور ریکارڈنگ ہمیں صحیح واقعات سے آگاہ کرتی ہے جس کا استعمال ایک مثالی تھراپی کو ڈیزائن کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ WAND مختلف ایپلی کیشنز میں استعمال کے لیے دوبارہ پروگرامنگ کی اجازت دیتا ہے۔ بندروں پر براہ راست تجربے میں، WAND ڈیوائس عصبی دستخطوں کا پتہ لگانے میں ماہر تھا اور پھر مطلوبہ برقی محرک فراہم کرنے کے قابل تھا۔ ان دونوں کاموں کو ایک ساتھ انجام دینے کے لیے پہلی بار ایک بند لوپ سسٹم کا مظاہرہ کیا گیا ہے۔

***

{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}

ذرائع)

Zhou A et al 2018. بند لوپ محرک اور غیر انسانی پریمیٹ میں ریکارڈنگ کے لیے ایک وائرلیس اور آرٹ فیکٹ سے پاک 128 چینل نیوروموڈولیشن ڈیوائس۔ فطرت حیاتیاتی انجینئرنگ.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x