Предполагается, что компьютер является лучшим контролером функций головного мозга у больных, находящихся в состоянии комы.
Это может звучать немного фантастически, но ученые из Массачусетского технологического института разработали компьютеризированную систему, которая не только контролирует деятельность головного мозга пациентов, находящихся в коме, но может автоматически настраивать поиск правильных лекарственных препаратов для поддержания состояния больного.
Пациентов, перенесших черепно-мозговую травму, часто искусственно вводят в состояние медикаментозной комы, чтобы дать время для защиты головного мозга от сдавливания его отеком, а затем продолжить лечение.
Эти искусственно созданные комы могут длиться в течение нескольких дней, а медицинским сестрам в это время необходимо контролировать состояние больного для того, чтобы они преждевременно не вышли из комы.
Доктор Эмери Браун, анестезиолог, Масачусетс Дженерал Госпиталь (MGH) и профессор медицинских наук и технологий в Массачусетском технологическом институте, объясняет: «Кто-то должен постоянно находиться возле пациента, проверять параметры его жизнеобеспечения, только таким образом вы можете поддерживать жизнь головного мозга. Почему не сделать контроллера, который наблюдал бы за функциями головного мозга?»
Исследователи протестировали эту систему контроля на крысах, а сейчас планируют начать испытания на человеке. Они говорят, что результаты, опубликованные в журнале “PLOS Computational Biology”, могут также распространяться на людей, страдающих тяжелыми эпилептические припадки.
Доктор Браун и его коллеги проанализировали электрические волны головного мозга, связанные с различными состояниями его активности. Они обнаружили, что у каждого человека в зависимости от того, в каком состоянии он находится, бодрствования, сна, состояния покоя и т.д., были свои отличительные друг от друга картины электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
В состоянии искусственно созданной комы головной мозг пациента спокоен в течение нескольких секунд, а затем появляются всплески активности, известные как «взрывы подавления”. Этот защитный механизм позволяет головному мозгу сохранять жизненную энергию. Врачи пытаются контролировать количество этих «вспышек» и утверждают, что картина в течение нескольких часов или дней постоянно меняется.
Доктор Браун и его команда, вооруженные компьютером и системой ЭЭГ, аппаратом инфузионного насоса и алгоритмом управления, намеревались построить систему «мозг-машинный интерфейс», эта система для обмена информацией между мозгом и электронным устройством, например, компьютером. Это своего рода путь для связи между мозгом и внешним устройством, помогающим поддерживать когнитивные, сенсорные и моторные функции организма.
Алгоритм управления интерпретирует сигналы ЭЭГ, подсчитывая какая дозировка анестетика необходимо головному мозгу в данную секунду времени. Программа может увеличивать глубину комы почти мгновенно и с той точностью, которую медицинский персонал не мог бы достичь.
Доктор Сидни из Гарвардской медицинской школы, который не входил в состав исследовательской группы, прокомментировал: «Многое из того, что мы делаем в медицине, является всего лишь нашими догадками относительно того, что лучше дать пациенту в данный момент времени, а этот новый подход представляет собой методологию, где врачам и медсестрам не надо гадать, а посмотреть на компьютере, подключенному к пациенту, чтобы выяснить все гораздо более подробнее и эффективнее, например, какую дозу лекарственных препаратов необходимо дать больному в данный период времени».
Доктор Браун и его команда считают, что это начало большого пути. Они полагают, что их технологии могут быть использованы для управления другими состояниями головного мозга, в том числе такими как общий наркоз, так как каждая мозговая деятельность имеет уникальную картину ЭЭГ.
Команда ученых надеется начать проверку компьютерных устройств на людях.
“Медицинские новости сегодня” сообщали в июне этого года, что даже квалифицированные специалисты не всегда могут оценить глубину комы и , возможно, им придется полагаться на не- научные методы.