由加州大学伯克利分校的工程师开发的一种新的神经刺激器可以同时收听和刺激大脑中的电流，可能为患有癫痫和帕金森症等疾病的患者提供微调治疗。

据研究人员称，这种无线，无伪影的神经调节装置（WAND）就像一个“大脑起搏器”，可以监测其电活动，并在发现异常情况时提供电刺激。

目前市场上的深部脑刺激器要么在提供电刺激时停止记录，要么在应用刺激的大脑的不同部位进行记录，因为来自大脑的电信号被刺激所传递的大脉冲电流所淹没，研究人员说。他们将这些刺激器的工作比作测量池塘中的小涟漪，在不同的点上产生涟漪的飞溅。

此外，在癫痫发作或震颤之前的电子签名可能非常微妙，并且防止它们所需的电刺激的频率和强度必须是精确的。在设备提供最佳治疗之前，医生可能需要多年的小幅调整。

“为病人找到合适疗法的过程成本极高，可能需要数年时间。成本和持续时间的显著降低可能会大大改善结果和可访问性，”Cortera Neurotechnologies的首席研究员Rikky Muller 和加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学助理教授说。“我们希望设备能够找出刺激特定患者的最佳方法，以获得最佳结果。而你只能通过聆听和记录神经签名来做到这一点。”

WAND的定制集成电路设计用于记录来自细微脑电波和强电脉冲的全部信号。这种芯片设计允许WAND从电脉冲中减去信号，从而产生来自脑电波的清晰信号。

“因为我们实际上可以刺激和记录在同一个大脑区域，我们确切地知道当我们提供治疗时发生了什么，”穆勒在一份声明中说。

WAND既是无线也是自动，这意味着一旦它学会识别震颤或癫痫发作的迹象，它就可以自己调整刺激参数以防止不必要的运动。而且因为它是闭环的 - 这意味着它可以同时激发和记录 - 它可以实时调整这些参数。

与其他闭环系统中的8个通道相比，WAND可记录128个通道或大脑中128个点的电活动。为了演示该设备，该团队使用WAND来识别和延迟恒河猴的特定手臂运动。该装置在今天出现在Nature Biomedical Engineering中的研究中有所描述  。

研究团队构建了一个具有无线和闭环计算功能的平台设备，可以编程用于各种研究和临床应用。在实验中，受试者被教导使用操纵杆将光标移动到特定位置。在训练期之后，WAND装置能够检测当受试者准备进行运动时产生的神经信号，然后传递延迟运动的电刺激。

“虽然延迟反应时间已经证明了，但据我们所知，这是第一次在仅基于神经记录的闭环系统中证明，”穆勒说。“在未来，我们的目标是将学习融入我们的闭环平台，以构建能够找到最佳治疗方法的智能设备，并让医生不必经常干预这一过程。”

Cortera Neurotechnologies已就此项工作中使用的集成电路提交了专利申请。

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