به گزارش پایگاه فراخوانهای علمی پژوهشی کشور ؛ پس از تحمل رنج آسیب مغزی تروماتیک، بیماران اغلب به منظور ارائه زمان به مغز برای بهبودی و امکان حذف ورم خطرناک، در حالت کما قرار داده می‌شوند.
این حالت‌ها که اغلب با داروهای بیهوشی ایجاد می‌شوند، می‌توانند روزها طول بکشند و طی این بازه زمانی، پرستاران برای اطمینان از این موضوع که مغز بیمار در سطح بالای تسکین است، باید به دقت بر وضعیت بیمار نظارت کنند. فرایندی که «امری بروان» از دانشگاه ام آی تی آن را کاملا ناکارآمد می‌خواند.
به گفته وی، طی این روند یک نفر باید به طور مداوم وضعیت بیمار را بررسی کند و مغز را در وضعیت ثابتی قرار دهد.
امری بروان، پروفسور مهندسی پزشکی در موسسه ام آی تی، متخصص بیهوشی در بیمارستان عمومی ماساچوست و استاد علوم بهداشت در دانشگاه ام آی تی است.
بروان به همراه تیمی به رهبری «مریم شانه‌چی» محقق ایرانی در بیمارستان عمومی ماساچوست، سیستم رایانه‌ای را طراحی کرده که قادر است فعالیت مغزی بیماران را رهگیری کرده و به طور خودکار مقادیر دارویی را برای حفظ وضعیت مناسب آن‌ها تنظیم کند.
دانشمندان این سامانه را در موش‌ها آزمایش کرده‌اند و هم‌اکنون در حال طراحی آزمایش‌های بالینی انسانی هستند. فناوری مزبور همچمین می‌تواند به بیمارانی که از حملات شدید صرع رنج می‌برند، کمک کند.
مریم شانه‌چی که هم‌اکنون در دانشگاه کورنل مشغول به کار است، رهبر ارشد این مطالعه به شمار می‌رود.
شانه‌چی و همکارانش پیش‌تر امواج الکتریکی تولیدشده توسط مغز را در وضعیت‌های مختلف فعالیتش تحلیل کرده‌اند. هر وضعیتی از قبیل بیداری، خواب و هیپنوتیزم دارای الگوی موج‌نگاری مغزی متمایزی است.
زمانی که بیماران از لحاط پزشکی در کما به سر می‌برند، مغز برای بیش از چند ثانیه در هر بار آرام است و توسط پالس‌های کوچک فعالیت نشانه‌گذاری می‌شود. این الگو موسوم به «سرکوب پالس» به مغز امکان حفاظت از انرژی حیاتی را طی دوران تروما می‌دهد.
زمانی که بیمار وارد کمای اغواشده می‌شود، پزشک یا پرستار کنترل‌کننده داروهای بیهوشی، در تلاش برای رسیدن به تعداد خاصی از «پالس‌ها در هر صفحه» و زمانی که الگوی EEG در عرض مونیتور جاری می‌شود، است. این الگو باید برای ساعت‌ها یا روزها در هر بار حفظ شود.
به منظور دستیابی به کنترل خودکار، شانه‌چی و همکارانش رابط مغز-ماشینی را ساخته‌اند که به نوعی گذرگاه ارتباطی مستقیم بین مغز و ابزار خارجی است که در کارکردهای حرکتی، حسی یا شناختی کمک می‌کند. در این حالت، ابزار ابداعی (یک سیستم EEG) از داروی بیهوشی propofol برای حفظ مغز در سطح مطلوب سرکوب پالس استفاده می‌کند.
این سیستم میزان دارو را در زمان واقعی بر اساس الگوهای سرکوب پالس EEG تنظیم می‌کند.
الگوریتم کنترل EEG موش را تفسیر، میزان دارو را در مغز محاسبه کرده و میزان propofol واردشده به بدن حیوان را ثانیه به ثانیه تنظیم می‌کند.
کنترلر می‌تواند تقریبا به طور آنی، عمق کما را افزایش دهد که انجام این عمل با دست برای انسان غیرممکن است.
سیستم ابداعی قادر است برای بیرون آوردن گاه به گاهی بیمار از حالت کما برنامه‌ریزی شود تا پزشکان آزمایش‌های عصبی را اجرا کنند.
این نوع سامانه عمل حدس‌زدن را از فرایند مراقبت از بیمار حذف می‌کند و رویکردی را معرفی می‌کند که در آن پزشکان و پرستاران نیازی به حدس‌زدن ندارند، اما می‌توانند به رایانه به صورت دقیق و به شیوه‌ای کاملا کارآمد برای ارائه دارو به بیمار متکی باشند.
براون معتقد است این رویکرد می‌تواند برای کنترل دیگر وضعیت‌های مغزی از قبیل بیهوشی عمومی بسط یابد، زیرا هر سطح فعالیت مغزی دارای علائم منحصر‌به‌فرد EEG خودش است.
محققان هم‌اکنون در حال آماده‌کردن سامانه جدید برای آزمایش بر روی انسان‌ها هستند.
جزئیات این ابداع در PLOS Computational Biology منتشر شد.