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Credit: Andrew Janson, Butson Lab, University of Utah

NIH support from: National Institute of Neurological Disorders and Stroke
, tags: ki-gesteuertes – National Institutes of Health (NIH) via Flickr“ width=“100%“/> Deep Brain Stimulation Illustration –
This image is an artistic rendering of deep brain stimulation (DBS), an approach now under clinical investigation to treat cognitive impairment that can arise after a traumatic brain injury and other conditions.
The vertical lines represent wire leads with a single electrode that has been inserted deep within the brain to reach a region involved in cognition, the central thalamus. The leads are connected to a pulse generator, a pacemaker-like device that has been implanted in a patient’s chest (not shown). The leads’ electrode emits electrical impulses that stimulate a network of neuronal fibers (blue-white streaks) involved in arousal, which is an essential component of human consciousness. The hope is that DBS will improve attention and reduce fatigue in people with serious brain injuries that are not treatable by other means.
This image won first place in the still image category of the BRAIN Initiative’s “Show Us Your Brain Contest!”

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Credit: Andrew Janson, Butson Lab, University of Utah

NIH support from: National Institute of Neurological Disorders and Stroke
– National Institutes of Health (NIH) via Flickr

Forscher der UC San Francisco entwickeln ein KI-gesteuertes Hirnimplantat, das sich in Echtzeit anpasst, um die Symptome von Parkinson zu kontrollieren. Das Gerät verwendet eine Technik, die als adaptive Tiefenhirnstimulation bekannt ist. Ihr nutzt maschinelles Lernen, um die Gehirnaktivität zu überwachen und die Stimulationsstärke entsprechend anzupassen.

Bei der Tiefenhirnstimulation (DBS) werden in der Regel dünne Drähte, so genannte Elektroden, in bestimmte Gehirnbereiche implantiert. Diese Elektroden geben elektrische Signale ab, um die Symptome zu lindern. Das Ziel ist es, sehr gezielte elektrische Impulse abzugeben, die genau auf die individuellen Bedürfnisse und Umstände jedes einzelnen Patienten abgestimmt sind.

Vorläufige Ergebnisse klinischer Studien deuten darauf hin, dass die Symptome bei Parkinson-Patienten um etwa 50 % reduziert werden konnten. Der erfolgreiche Einsatz dieses KI-gesteuerten Gehirnimplantats könnte das tägliche Leben der Betroffenen erheblich verbessern.

Von der Parkinson-Krankheit sind weltweit etwa 10 Millionen Menschen betroffen, was sie zu einem bedeutenden globalen Gesundheitsproblem macht. Diese schwächende Krankheit ist durch die Degeneration und den Verlust der Dopamin produzierenden Neuronen gekennzeichnet.

KI-gestützte Gesundheitslösungen

Das KI-gestützte Gehirnimplantat wurde speziell entwickelt, um Symptome wie Zittern, Steifheit und Bewegungsschwierigkeiten zu lindern, die bei Parkinson-Patienten häufig auftreten. Frühere Forschungen haben spezifische Muster der Gehirnaktivität in kritischen Bereichen wie dem Nucleus subthalamicus und dem motorischen Kortex identifiziert, die mit diesen Symptomen in Zusammenhang stehen.

Das ist die Zukunft der tiefen Hirnstimulation bei der Parkinson-Krankheit

Dr. Philip Starr

Durch die Erkennung von Veränderungen der Gehirnsignale in Echtzeit stellt das Implantat ein fortlaufendes Feedbacksystem her, das es ermöglicht, die Symptome zu lindern, sobald sie entstehen.

„Die große Veränderung, die wir mit der adaptiven Tiefenhirnstimulation erreicht haben, besteht darin, dass wir in Echtzeit erkennen können, wo sich ein Patient auf dem Spektrum der Symptome befindet und ihm genau die Menge an Stimulation zuweisen können, die er benötigt“, erklärte Dr. Philip Starr, der Hauptautor von der University of California, San Francisco.

Die Patienten haben die Möglichkeit, mit Hilfe eines tragbaren und benutzerfreundlichen Handgeräts den adaptiven Modus zu verlassen oder die Behandlung ganz abzuschalten.

Die Forscher sind zuversichtlich, dass dieses bahnbrechende KI-gesteuerte Hirnstimulationsgerät das Potenzial hat, die Behandlungslandschaft für die Parkinson-Krankheit und eine Reihe damit verbundener neurologischer Erkrankungen tiefgreifend zu verändern. Die Studie verspricht eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu den derzeitigen Therapien und bietet eine personalisierte Linderung sowohl bei Bewegungsproblemen als auch bei Schlaflosigkeit.