神经调节装置,例如外周神经刺激器和迷走神经刺激器,被批准用于治疗枕神经痛、偏头痛、癫痫和抑郁症。6 神经调节已被用于治疗肥胖症、7 抑郁症、8 阿尔茨海默病、9 创伤后应激障碍、10 药物成瘾、11 神经性厌食症、12 中风康复 13 和许多其他疾病。随着我们逐渐了解越来越多神经系统疾病的回路过程,我们可以扩大这些创新疗法的适应症。对网络疾病机制的这种日益深入的理解提出了更精细的神经调节方法,可能需要跨多个目标协调神经感知和刺激。在过去十年中,闭环刺激范式已成为神经调节领域的一个重要范式转变。14 该技术现在已在用于治疗癫痫的 RNS 设备中商业化使用。 3 最新一代迷走神经刺激器系统还结合了心率检测作为癫痫发作活动的闭环指标和刺激触发。15 最后,一些最新的 DBS 系统记录选定的局部场电位,并有能力(目前锁定在商业版本中)根据这些信号调整刺激。16
通过电子方式将有意义的信息传输到大脑回路是脑机接口面临的挑战。一个关键目标是找到一种方法,将空间结构化的局部电流刺激注入皮质的各个感觉区域。在这里,我们介绍了一种完全无线的方法,通过空间分布的植入皮层网络对皮层的特定区域进行多点模式化电微刺激。每个亚毫米大小的微芯片从外部射频源收集能量,并将其转换成双相电流,通过一对集成微线局部注入组织。通过实施具有亚毫秒延迟的预调度、无冲突位图无线通信协议,可以控制植入网络中每个芯片注入电流的幅度、周期和重复率。作为体内演示,我们将 30 个无线刺激器组成的网络长期植入自由活动大鼠的皮层运动和感觉区域,持续三个月。我们探索了模式化皮层内电刺激在平均射频功率远低于安全限值的情况下对受训动物行为的影响。21
1 辛辛那提儿童医院医疗中心神经内科综合癫痫中心、辛辛那提大学神经内科、儿科和计算机科学系,俄亥俄州辛辛那提 2 斯坦福大学医学院儿童神经内科、神经内科和神经科学系,加利福尼亚州斯坦福 3 匹兹堡大学医学院神经内科,宾夕法尼亚州匹兹堡 4 杜克大学医学中心神经内科和杜克普拉特工程学院生物医学工程系,北卡罗来纳州达勒姆 5 尼克劳斯儿童医院和佛罗里达国际大学脑研究所,佛罗里达州迈阿密 6 埃默里大学医学院神经内科和儿科研究所,佐治亚州亚特兰大 7 德克萨斯大学西南医学中心神经外科系,德克萨斯州达拉斯 8 约翰霍普金斯医学院神经内科和神经外科系,马里兰州巴尔的摩 9 梅奥神经外科系诊所,明尼苏达州罗切斯特 10 加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院神经内科、加州大学洛杉矶分校罗纳德·里根医疗中心临床神经生理学系,加利福尼亚州洛杉矶 11 加州大学戴维斯医学院神经内科、综合癫痫中心和神经科学中心,加利福尼亚州戴维斯 12 梅奥诊所神经内科,佛罗里达州杰克逊维尔;及神经外科系,奥尔巴尼医学院,纽约州奥尔巴尼 13 精神病学和心理学系,神经外科系,梅奥诊所,佛罗里达州杰克逊维尔 14 癫痫科,神经内科系,宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院,宾夕法尼亚州费城 15 神经内科系,梅奥诊所阿利克斯医学院,明尼苏达州罗切斯特 16 神经内科系,梅奥诊所,佛罗里达州杰克逊维尔 17 神经内科系,西北大学范伯格医学院,伊利诺伊州芝加哥 18 神经内科系,西北大学范伯格医学院,伊利诺伊州芝加哥
摘要|简介:中风后的肩部疼痛,患病率为16-84%,通常在2-3个月后发生,可能导致康复计划中止,住院时间更长和肢体功能降低,损害中风患者的生活质量。本研究的目的是确定PEMF和EENM对中风患者肩部疼痛减少的影响。材料和方法:一项前瞻性,随机和对照研究包括51例AVC后肩痛患者。患者被随机分为三组(每组17人):脉冲电磁场组(PEMF),神经肌肉电刺激组(EENM)和对照组。结果测量在模拟视觉(VAS)量表上,修饰的Ashworth量表(MAS)和FUGL MEYER评估 - 上端(FMA-EU),运动振幅(AROM/PROM)在末端,六周的治疗后以及每周随访后进行了评估。结果:疼痛的VAS得分在20个会话后,PEMF,EENM和对照的平均变化分别为1.60、1.60和4.94。在这三组之间显示出显着改善(P <0.001),但是PEMF和EENM组的有效性优于对照组。结论:这项研究表明,PEMF和EENM有效地改善了VC后的肩部疼痛,痉挛,运动和运动功能的振幅,以及一种用于康复中风的患者的新方法。我们的发现表明,EENM的有效性显然高于PEMF在保持长期镇痛方面的有效性。
造血干细胞移植是血液学恶性肿瘤的常见挽救生命治疗方法,尽管可以导致长期功能障碍,疲劳,肌肉动物症,并且生活质量降低。尽管传统的运动有助于减少这些影响,但不一致地建议和不经常维护,并且大多数患者在治疗期间和治疗后仍久坐不变。需要采用替代性康复策略,例如神经肌肉电刺激,这可能更适合造血干细胞移植受者的能力。接受自体HCT的患者正在参加一项随机对照试验,其中1:1(神经肌肉电刺激:假)设计通过诊断和性别分层。在造血干细胞移植之前评估身体功能,身体成分,生活质量和疲劳(在开始预备治疗之前)和造血干细胞移植后24±5天(随访1);还评估了造血干细胞移植后6个月的身体功能和质量(随访2)。主要结果是6分钟步行测试变更评分的组差异(随访1-Pre-Transplant;最终入学目标n = 23/组)。我们假设1)神经肌肉电刺激将减轻造血干细胞移植对物理功能,肌肉质量,生活质量和随访时的疲劳的不良影响,与随访1和2)物理功能相比,将在疲劳和交易质量下进行疲劳和疲劳。我们还将描述造血干细胞移植期间神经肌肉电刺激的可行性和可接受性。该建议将通过确定目前未充分利用的治疗策略的功效和可行性来改善患者护理和生活质量,旨在保持日常功能并降低
动态电刺激促进了HIPSC-CM分化和功能抽象的人类诱导的多能干细胞分化的心肌细胞(HIPSC-CMS)具有很大的潜力,可以解决心血管疾病,但由于其功能不成熟而受阻。在心脏病发生过程中测得的复杂电势表明,外源性电刺激在改善心脏分化和功能方面的潜力。在此,我们创建,验证和实施低成本的电刺激装置,以刺激心脏分化期间的hipsc。值得注意的是,我们的开源设备可以生成复杂的电刺激状态,这些刺激状态可能会随着时间的流逝而变化和脉冲持续时间。我们的结果表明,分化过程中的动态刺激提高了心脏分化效率,钙处理和流速性,并促进了与静态刺激或没有刺激控制的显着转录组途径富集。动态刺激可以通过肌节发育增强电化学耦合并促进心源途径的表达。我们预计可以生成更复杂的动态电刺激方案,以进一步优化HIPSC-CM功能和成熟度。简介
摘要:简介:中风幸存者经常患有运动障碍和相关功能缺陷。经颅电刺激(TES)是一个快速发展的场,为调节大脑功能提供了广泛的功能,并且安全且廉价。它有可能广泛用于中风后电动机回收。经颅直流电流刺激(TDC),经颅交流刺激(TAC)和经颅随机噪声刺激(TRN)是三种公认的TES技术,近年来引起了很大的关注,但具有不同的作用机理。TDC已广泛用于中风运动康复中,而TAC和TRN的应用非常有限。TDCS协议可能有很大差异,结果是异质的。目的:当前的审查试图探索常见的TES技术的基础机制,并评估其在中风后在运动恢复中应用的预期优势和挑战。结论:TDC可以使皮质运动神经元的电势去极化并超极,而TAC和TRN可以瞄准特定的脑节律和夹带神经网络。尽管大量使用TDC,但神经网络的复杂性仍需要进行更复杂的修改,例如TAC和TRN。
在运动康复领域,脑部计算机界面神经反馈训练(BCI-NFT)是一种有前途的策略。这旨在利用个人的大脑活动来刺激或协助运动,从而增强感觉运动途径并促进运动恢复。采用各种方法学,BCI-NFT已被证明可有效增强中风上肢的运动功能,而在脑瘫(CP)中很少有研究报告。我们的主要目标是开发脑电图(EEG)的BCI-NFT系统,采用关联学习范式,以改善对CP和可能其他神经系统种群中踝背屈的选择性控制。首先,在八名健康志愿者组成的队列中,我们成功地实施了一个BCI-NFT系统,基于对运动相关的缓慢运动相关皮层电位(MRCP)的检测,而EEG试图同时激活Neuromuscular刺激,从而帮助感官反馈对Sensory Reppordex cornexex,从而激活神经肌肉电刺激。参与者还查看了计算机显示,该显示器提供了踝关节运动范围的实时视觉反馈,并显示了一个个性化的目标区域,以鼓励最大程度的努力。评估了几种潜在策略后,我们采用了长期的短期记忆(LSTM)神经网络,一种深度学习算法,在运动开始前检测电动机意图。然后,我们通过CP儿童的10条踝背屈训练方案评估了系统。通过在会议上采用转移学习,我们可以显着将校准试验的数量从50减少到20,而不会损害检测准确性,平均为80.8%。参与者能够完成所需的校准试验和所有10次课程的每次课程100次培训试验,训练后表明踝关节背屈速度,步行速度和步长的长度增加。基于CP儿童的出色系统性能,可行性和初步效果,我们现在正在较大的CP儿童中进行临床试验。
材料和方法:我们创新的 BCI-AO 干预措施解码了用户在完成任务时的专注观察。此过程涉及提供奖励性视觉提示,同时通过 PES 激活传入通路。分析包括 15 名中风患者。所有患者在四种不同的实验条件下接受 15 分钟的 BCI-AO 程序:无 PES 的 BCI-AO、有连续 PES 的 BCI-AO、有触发 PES 的 BCI-AO 和有反向 PES 应用的 BCI-AO。PES 以相当于感觉阈值 120% 的强度和 50 Hz 的频率应用于腕部尺神经。实验随机进行,间隔至少 3 天。为了评估皮质脊髓和周围神经的兴奋性,我们比较了四种条件下患手肌肉的运动诱发电位和 F 波在任务前后(0 后、20 分钟后)的参数。
背景:治疗长距离外周神经损伤(PNI)仍然是一个重大的临床问题。基于石墨烯的支架具有细胞外基质(ECM)的特征,并且可以进行电信号,因此已研究用于修复PNI。结合电刺激(ES),应期望井的性能。我们旨在确定还原氧化石墨烯纤维(RGOF)与ES在体内对PNI修复的影响。方法:RGOF是通过一步限制的热液策略(DCH)制备的。表面特性,化学成分,样品的电气和机械性能。在体外和体内都系统地探索了RGOF的生物相容性。总共将54只Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为6个实验组:硅胶导管,S+ES,S+RGOFS填充管道(SGC),SGC+ES,神经自体移植物和SHAM组,用于10毫米Sciaticic缺陷。在每组SD大鼠手术后12周时在手术后再生坐骨神经的功能和组织学恢复。 结果:RGOF表现出具有出色的机械和电性能的对齐的微通道和纳米通道。 它们在体外和体内都是生物成绩。 鉴于神经系统和形态恢复,所有6组均表现出PNI修复结果。 SGC +ES组达到了与神经自体移植类相似的治疗作用(P> 0.05),其表现明显优于其他治疗组。 结论:RGOF具有良好的生物相容性与出色的电气和机械性能相结合。在每组SD大鼠手术后12周时在手术后再生坐骨神经的功能和组织学恢复。结果:RGOF表现出具有出色的机械和电性能的对齐的微通道和纳米通道。它们在体外和体内都是生物成绩。鉴于神经系统和形态恢复,所有6组均表现出PNI修复结果。SGC +ES组达到了与神经自体移植类相似的治疗作用(P> 0.05),其表现明显优于其他治疗组。结论:RGOF具有良好的生物相容性与出色的电气和机械性能相结合。免疫组织化学分析表明,在SGC+ES中,与轴突再生和血管生成相关的蛋白质的表达相对较高。与ES结合,RGOF在鼠急性伸长损伤模型中为10毫米神经间隙提供了上等运动神经恢复,表明其出色的修复能力。与自体神经移植相似的治疗作用使我们相信这种方法是治疗周围神经缺陷的一种有希望的方法,预计将来将指导临床实践。关键字:周围神经缺陷,坐骨神经损伤,功能恢复,组织工程,导电材料