Fånga anfall innan de uppstår

Forskare vid MIT och Harvard förbereder sig för att genomföra försök med en ny apparat för behandling av epilepsi. Om det lyckas, skulle det vara den första sådan enhet som automatiskt upptäcker och behandlar anfall, säger John Guttag , vid MIT:s datavetenskap och artificiell intelligens Lab, som utvecklade det tillsammans med en kollega Ali Shoeb och Steven Schachter , en neurolog vid Harvard Medical School, i Boston.

För närvarande har mer än två miljoner människor enbart i USA epilepsi. Och globalt sett påverkar det en av 100 personer. Medan ungefär hälften av dem kan behandla tillståndet med läkemedelsbehandlingar, kämpar många andra en ständig kamp för att hitta rätt läkemedel för att motverka deras tillstånd. Och för många drabbade, till exempel de vars epilepsi orsakas av trauma mot hjärnan, är droger inte ett alternativ.

Guttag arbetar på ett tekniskt alternativ som innebär att implantera en pacemakerliknande enhet i patientens bröst. Ansluten till enheten är en elektrod som virar runt vagusnerven, en stor nerv som rinner ner från hjärnstammen genom halsen och in i buken. Denna vagala nervstimulator (VNS) har två lägen, säger Guttag. Man stimulerar nerven elektriskt med jämna mellanrum. Det finns vissa bevis för att denna periodiska stimulering har en långsiktig profylaktisk effekt, säger han. Men det här är hit eller miss.

Det andra on-demand-läget, som använder kraftfullare elektriska stimulanser, kan aktiveras av patienten när ett anfall inträffar för att försöka stoppa det. Även om exakt varför detta fungerar är okänt, finns det gott om bevis för att VNS faktiskt kan stoppa anfall, säger Guttag.

Men det finns en hake. För att aktivera on-demand-läget måste patienter svepa ett magnetiskt handledsband över bröstet när de känner att ett anfall kommer, förklarar Harvards Schachter. Därför måste en patient kunna känna av de tidiga tecknen på ett anfall i tillräckligt med tid för att göra något åt ​​det.

Enligt mina erfarenheter kan mer än hälften inte uppfatta början av anfallen, säger Schachter. Och av dem som lyckas använda magneten leder bara vart fjärde fall till en minskning av anfallets svårighetsgrad, säger han. Detta kan bero på en latenseffekt: varje fördröjning kan vara mindre effektiv för att minska symtomen.

En del av problemet med VNS är att det inte är ett slutet system, säger Steven Rothman , en neurolog vid Washington University i St. Louis, MO, vilket betyder att det inte finns någon feedback till enheten. Han påpekar att det skulle vara mer effektivt om systemet i sig, inte patienten, kunde upptäcka anfallet.

En ny version av Guttags VNS-enhet, som kommer att testas på mellan 10 och 20 patienter under de närmaste månaderna, försöker lösa detta problem genom att ge enheten feedback från patienten. Patientens hjärnaktivitet kommer att övervakas med hjälp av ett elektroencefalogram (EEG) som kontinuerligt analyseras av ett detektionsprogram. När ett anfall upptäcks kommer enheten att aktivera en elektromagnet som hängs över patientens bröst, vilket i sin tur aktiverar den implanterade VNS-enheten.

Till en början kommer EEG-elektroderna att bäras som en del av en enhet som ser ut som en badmössa, säger Guttag. Den skulle inte behöva bäras hela tiden, men skulle kunna användas till exempel när du kör. Och det långsiktiga målet är ett mycket mindre iögonfallande föremål (vi skulle lätt kunna lägga det under ett hårstycke). Så småningom kunde elektroderna placeras permanent under hårbotten, säger han. På liknande sätt skulle den elektromagnetiska triggningsmekanismen integreras i den implanterade VNS-enheten. Mekaniken i denna proof-of-principe-uppsättning är fortfarande grov, säger Schachter, men de allra viktigaste algoritmerna är tillförlitliga.

Faktum är att målet är ett upptäcktsprogram som är tillräckligt bra för att känna av ett anfall mycket tidigare än en patient kunde. Om så är fallet skulle en sådan anordning inte bara dramatiskt minska svårighetsgraden av anfall, utan kan också förhindra dem.

En annan anordning för att upptäcka anfall, Response Neurostimulator, utvecklad av NeuroPace i Mountain View, CA, är också under utveckling och genomgår för närvarande kliniska prövningar. Och det handlar också om att försöka upptäcka anfall i ett tidigt skede. Men istället för att stimulera vagusnerven, stimulerar den hjärnan elektriskt direkt via elektroder implanterade på ytan av eller inuti hjärnan.

I teorin borde NeuroPaces enhet ha ett lättare jobb att upptäcka anfallet, säger Brian Litt , en neurolog och bioingenjör vid sjukhuset vid University of Pennsylvania, i Philadelphia, eftersom sådana detektionselektroder kan placeras direkt på hjärnan. Däremot tenderar hårbottenelektroder att ta upp mycket bullrigare signaler, säger han.

När det gäller Guttag har VNS dock en klar fördel: det är mindre invasivt, eftersom vi faktiskt inte stoppar in någonting i hjärnan. Faktum är att en VNS-enhet som kan fungera automatiskt skulle välkomnas av patienter, säger Litt. Om det lyckas kan det göra för epilepsi vad pacemakers och implanterbara defibrillatorer har gjort för hjärtsjukdomar, säger han. För tillfället motsvarar det att säga 'när du känner att en potentiellt dödlig hjärtrytm kommer slå dig själv i bröstet'.

Dölj