প্রকৌশলীরা একটি তারবিহীন 'ব্রেইন পেসমেকার ' ডিজাইন করেছেন, যা স্নায়বিক রোগে আক্রান্ত রোগীদের কাঁপুনি বা খিঁচুনি শনাক্ত ও প্রতিরোধ করতে পারে।
বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থা ( WHO ) অনুসারে, বিশ্বজুড়ে এক বিলিয়নেরও বেশি মানুষ স্নায়বিক রোগে আক্রান্ত এবং এর কারণে প্রতি বছর ৬০ লক্ষেরও বেশি মানুষের মৃত্যু হয়। এই রোগগুলোর মধ্যে রয়েছে মৃগীরোগ, আলঝেইমার রোগ , মস্তিষ্কের স্ট্রোক বা আঘাত এবং পারকিনসন রোগ । উন্নত ও উন্নয়নশীল উভয় দেশেই এই রোগগুলোর প্রভাব বিদ্যমান এবং অনেক সময় যথাযথ স্বাস্থ্য ব্যবস্থার অভাব, প্রশিক্ষিত কর্মীর অভাব বা অন্যান্য কারণের জন্য এর চিকিৎসা পাওয়া যায় না। বিশ্বের জনসংখ্যা ক্রমশ বয়স্ক হচ্ছে এবং WHO-এর মতে, আগামী ৩০-৪০ বছরের মধ্যে জনসংখ্যার অর্ধেকেরও বেশি মানুষের বয়স ৬৫ বছরের বেশি হবে। এটা বোঝা অপরিহার্য যে, অদূর ভবিষ্যতে স্নায়বিক রোগগুলো একটি বিশাল স্বাস্থ্যগত বোঝা হয়ে দাঁড়াবে।
মস্তিষ্কের জন্য একটি 'পেসমেকার'
যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়া বার্কলে বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রকৌশলীরা একটি অভিনব নিউরোস্টিমুলেটর ডিজাইন করেছেন যা একই সাথে মস্তিষ্কের অভ্যন্তরে বৈদ্যুতিক প্রবাহ শুনতে ('রেকর্ড করতে') এবং উদ্দীপিত করতে ('সরবরাহ করতে') পারে। এই ধরনের একটি ডিভাইস স্নায়বিক রোগে, বিশেষ করে পারকিনসন্স রোগ এবং মৃগীরোগে আক্রান্ত রোগীদের জন্য একটি নিখুঁত ব্যক্তিগতকৃত চিকিৎসা প্রদান করতে পারে। ডিভাইসটির নাম দেওয়া হয়েছে WAND (ওয়্যারলেস আর্টিফ্যাক্ট-ফ্রি নিউরোমডুলেশন ডিভাইস), এবং এটিকে হার্ট পেসমেকারের মতো একটি ' ব্রেইন পেসমেকার'ও বলা যেতে পারে – এটি একটি ক্ষুদ্র, ব্যাটারি-চালিত ডিভাইস যা হৃৎপিণ্ডের অনিয়মিত স্পন্দন শনাক্ত করতে পারে এবং তারপর কাঙ্ক্ষিত সঠিক গতি অর্জনের জন্য হৃৎপিণ্ডে একটি সংকেত পাঠায়। একইভাবে, ব্রেইন পেসমেকারটি তারবিহীনভাবে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম এবং একবার এটি মস্তিষ্কের কম্পন বা খিঁচুনির লক্ষণ বা বৈশিষ্ট্য শনাক্ত করতে শিখলে , ডিভাইসটি কোনো সমস্যা দেখা দিলে 'সঠিক' বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা সরবরাহ করে উদ্দীপনার প্যারামিটারগুলো স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করতে পারে। এটি একটি ক্লোজড-লুপ সিস্টেম যা একই সাথে রেকর্ড এবং উদ্দীপিত করতে পারে এবং রিয়েল-টাইমে বিভিন্ন প্যারামিটার সামঞ্জস্য করতে সক্ষম। WAND একটি ক্লোজড-লুপ সিস্টেমে ১২৫টিরও বেশি চ্যানেলের মাধ্যমে মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ রেকর্ড করতে সক্ষম। একটি বাস্তব প্রদর্শনের জন্য, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে WAND প্রাইমেট বানরের (রিসাস ম্যাকাক) অত্যন্ত নির্দিষ্ট বাহু সঞ্চালন সফলভাবে বিলম্বিত করার জন্য উপযুক্ত ব্যবস্থা নিতে সক্ষম হয়েছে।
আগের ডিভাইসের সাথে চ্যালেঞ্জ
একটি স্নায়বিক অবস্থার রোগীর জন্য সঠিক থেরাপি খোঁজার ক্ষেত্রে একটি বড় চ্যালেঞ্জ হল প্রথমে একটি পদ্ধতি খুঁজে বের করার দীর্ঘ সময়কাল এবং তারপরে উচ্চ খরচ জড়িত। এই জাতীয় যে কোনও ডিভাইস খুব কার্যকরভাবে রোগীদের কম্পন বা সিজার প্রতিরোধ করতে পারে। যাইহোক, প্রকৃত খিঁচুনি বা কম্পনের আগে যে বৈদ্যুতিক স্বাক্ষরগুলি আসে তা অত্যন্ত সূক্ষ্ম। এছাড়াও, কাঙ্ক্ষিত বৈদ্যুতিক উদ্দীপনার ফ্রিকোয়েন্সি এবং শক্তি যা এই কম্পন বা খিঁচুনি প্রতিরোধ করার ক্ষমতা রাখে তাও খুব সংবেদনশীল। এই কারণেই নির্দিষ্ট রোগীদের জন্য ছোটখাটো সমন্বয় সাধারনত এই ধরনের যেকোন ডিভাইসকে সর্বোত্তম চিকিৎসা প্রদান করতে সক্ষম হওয়ার আগে কয়েক বছর সময় লাগে। যদি এই চ্যালেঞ্জগুলি পর্যাপ্তভাবে পূরণ করা হয়, তাহলে ফলাফল এবং অ্যাক্সেসযোগ্যতার একটি নির্দিষ্ট বৃদ্ধি হতে পারে।
নেচার বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিং- এ প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায় , গবেষকরা চেয়েছিলেন ডিভাইসটি যেন সর্বোত্তম উদ্দীপনা প্রদানের মাধ্যমে একজন রোগীর জন্য সবচেয়ে ভালো ফলাফল দেয়। এটি কেবল প্যাটার্ন বা নিউরাল সিগনেচার শোনার এবং রেকর্ড করার মাধ্যমেই অর্জন করা সম্ভব। কিন্তু, বৈদ্যুতিক সংকেত রেকর্ড করা এবং উদ্দীপিত করা অত্যন্ত কঠিন, কারণ উদ্দীপনার মাধ্যমে সৃষ্ট বড় স্পন্দন মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক সংকেতকে ছাপিয়ে যেতে পারে। বর্তমান ডিপ ব্রেইন স্টিমুলেটরগুলোর সমস্যা হলো, এগুলো মস্তিষ্কের একই অঞ্চলে একই সাথে উদ্দীপনা 'রেকর্ড' এবং 'প্রদান' করতে পারে না। যেকোনো ক্লোজড-লুপ থেরাপির জন্য এই দিকটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং বর্তমানে বাণিজ্যিকভাবে বা অন্য কোনোভাবে এমন কোনো ডিভাইস উপলব্ধ নেই।
এখানেই WAND এর ব্যতিক্রমীতা ছবিতে আসে। গবেষকরা WAND কাস্টমাইজড সার্কিট ডিজাইন করেছেন যা সূক্ষ্ম মস্তিষ্কের তরঙ্গের পাশাপাশি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক স্পন্দন থেকে সম্পূর্ণ সংকেত 'রেকর্ড' করতে পারে। বৈদ্যুতিক স্পন্দন থেকে সংকেত বিয়োগ করার ফলে মস্তিষ্কের তরঙ্গ থেকে একটি পরিষ্কার সংকেত পাওয়া যায় যা বিদ্যমান ডিভাইসগুলির কোনোটিই করতে সক্ষম নয়। এইভাবে, মস্তিষ্কের একই অঞ্চলে যুগপত উদ্দীপনা এবং রেকর্ডিং আমাদের সঠিক ঘটনাগুলি জানায় যা একটি আদর্শ থেরাপি ডিজাইন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। WAND বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহারের জন্য পুনরায় প্রোগ্রামিং করার অনুমতি দেয়। বানরদের উপর একটি লাইভ পরীক্ষায়, WAND ডিভাইসটি নিউরাল সিগনেচার সনাক্ত করতে পারদর্শী ছিল এবং তারপরে কাঙ্খিত বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা প্রদান করতে সক্ষম হয়েছিল। এই দুটি কাজ একসাথে করার জন্য প্রথমবারের মতো একটি ক্লোজড-লুপ সিস্টেম প্রদর্শন করা হয়েছে।
***
উত্স (গুলি)
Zhou A et al 2018. একটি ওয়্যারলেস এবং আর্টিফ্যাক্ট-মুক্ত 128-চ্যানেল নিউরোমডুলেশন ডিভাইস ক্লোজড-লুপ স্টিমুলেশন এবং নন-হিউম্যান প্রাইমেটগুলিতে রেকর্ডিংয়ের জন্য। প্রকৃতি বায়োমেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং.
https://doi.org/10.1038/s41551-018-0323-x
***
