Tehnologie portabilă care stimulează creierul prin aer comprimat pentru recuperare neurologică. Un dispozitiv medical, recent brevetat, dezvoltat de cercetători de la Universitatea Nebraska, promite să transforme tratamentul de urgenţă şi recuperarea post-accident vascular cerebral. Acest sistem portabil utilizează impulsuri de aer comprimat pentru a stimula răspunsurile neuronale şi a îmbunătăţi fluxul sangvin cerebral. Tehnologia ar putea fi aplicată rapid în clinici, ambulanţe sau centre de reabilitare, contribuind la reducerea dizabilităţii şi a mortalităţii asociate cu accidentele vasculare cerebrale (AVC).
În fiecare an, peste 795.000 de adulţi americani suferă un AVC, iar la nivel mondial, unul din patru adulţi va suferi un accident vascular cerebral de-a lungul vieţii. Intervenţia timpurie poate reduce semnificativ rata de mortalitate şi dizabilitate.
Acum, un grup de cercetători de la Universitatea Nebraska, condus de Steven Barlow, a brevetat un tratament revoluţionar de primă linie – dispozitivul biomedical somatosenzorial pTACS – destinat accidentelor cerebrovasculare. Acesta este portabil, ceea ce îl face potrivit pentru utilizare în clinici de reabilitare, camere de urgenţă şi, potenţial, chiar în ambulanţe.
„Este un dispozitiv cu costuri foarte reduse”, a declarat Barlow, profesor în educaţie specială şi tulburări de comunicare, şi cadru didactic la Centrul pentru Creier, Biologie şi Comportament, într-un comunicat.
„Asta înseamnă că centrele şi facilităţile de reabilitare vor putea folosi această tehnologie”, spune cercetătorul.
AVC-ul este principala problemă de sănătate la nivel mondial, depăşind alte tipuri de boli
Dispozitivul include o unitate automatizată (interfaţă pneumatică inteligentă) şi un microprocesor ambalat într-o valiză mică neagră, funcţionând cu baterii litiu-ion reîncărcabile – acelaşi tip şi dimensiune cu cele ale unui smartphone.
pTACS este o variantă mai compactă, portabilă şi precisă a dispozitivului Galileo, dezvoltat acum mai bine de un deceniu de echipa lui Barlow pentru a cerceta modul în care tratamentele somatosenzoriale bazate pe micropulsuri de aer pot contribui la terapia post-AVC.
Prof. Barlow a dezvoltat şi rafinat protocoalele de terapie somatosenzorială prin studii individualizate desfăşurate la Universitatea din Nebraska–Lincoln.
Succesul acestor studii clinice i-a determinat pe Barlow şi colegul său Jacob Greenwood, doctorand în inginerie biomedicală, să proiecteze dispozitivul pentru performanţă, portabilitate şi uşurinţă în utilizare. Cei doi sunt co-inventatori pe brevetul emis în Statele Unite.
Dispozitivul biomedical pTACS este o metodă neinvazivă de stimulare cerebrală. Utilizează impulsuri rapide de aer comprimat, livrate prin tuburi de plastic mici, care ajung în capsule tactile termoplastice aplicate pe mâini, faţă, picioare sau alte zone ale pielii, pentru a declanşa serii repetate de răspunsuri nervoase.
Stimularea prin pTACS a demonstrat că poate creşte fluxul sangvin în ţesuturile cortexului cerebral din apropierea zonei afectate a creierului.
Modele animale dezvoltate în laboratorul Frostig de la Universitatea din California, Irvine (Lay, Davis, Chen-Bee, Frostig, 2010) au arătat că stimularea somatosenzorială repetată, aplicată în perioade critice de recuperare, poate salva celule cerebrale de la moarte şi poate preveni apariţia infarctului cerebral.
„Profităm de anatomia naturală a creierului uman – de modul în care sunt organizate căile senzoriale – şi prin plasarea acestor capsule pe diferite părţi ale corpului, putem stimula selectiv diverse regiuni cerebrale cu o precizie remarcabilă”, a explicat Barlow.
Geanta ce conţine hardware-ul şi software-ul pTACS este conectată la un laptop mic ce rulează software-ul dispozitivului, livrând un set programat de impulsuri de aer, pe baza cercetărilor realizate în clinica Barkley de vorbire, limbaj şi auz, Centrul pentru Creier, Biologie şi Comportament şi în alte instituţii locale.
„Computerul permite utilizatorului să selecteze protocolul dorit, iar odată selectat, sistemul face totul automat”, a explicat Greenwood.
Obţinerea brevetului pentru pTACS este un pas important în procesul de aprobare a dispozitivului. Prof. Barlow a declarat că se aşteaptă să primească şi un brevet pentru protocolul său de tratament post-AVC şi colaborează cu NUtech Ventures pentru a crea o companie biomedicală care să producă şi să comercializeze dispozitivul.
Prof. Barlow are deja experienţă în dezvoltarea şi lansarea pe piaţă a dispozitivelor medicale inovatoare. El a dezvoltat şi comercializat sistemul NTrainer 2.0, vândut la nivel internaţional de Cardinal Health sub denumirea Kangaroo NTrainer System.
Tratamentul de primă linie pentru AVC ar putea fi doar una dintre utilizările terapeutice ale pTACS. Prof. Barlow şi echipa sa lucrează la dezvoltarea unor protocoale suplimentare pentru terapia post-AVC şi pentru tulburări de vorbire şi limbaj, inclusiv pentru persoane cu tulburări de spectru autist.
„Am avut pacienţi în clinică care erau la cel puţin şase luni de la AVC. Unii erau chiar la doi sau trei ani după AVC, iar noi am reuşit totuşi să generăm îmbunătăţiri semnificative ale funcţiei lor”, a spus prof. Barlow.
Această terapie poate fi aplicată de un logoped, fizioterapeut, asistent medical cu specializare sau specialist în neuroştiinţe, a explicat cercetătorul.
„Într-un studiu RMN desfăşurat în colaborare cu Departamentul de Biomecanică al UNO (dr. Mukul Mukherjee) şi Departamentul de Neurologie al UNMC (dr. Pierre Fayad), folosim dispozitivul pTACS pentru a stimula terminaţiile nervoase mecanosenzoriale din tălpi, activând astfel sistemul de echilibru şi mers şi căile cerebrale aferente”, a indicat el potenţiale aplicaţii ale dispozitivului său.
Echipa preconizează că vor fi descoperite şi alte utilizări terapeutice ale dispozitivului pTACS prin cercetări suplimentare.
„Are un potenţial foarte promiţător”, a mai precizat prof. Barlow.
Foto articol: Jacob Greenwood (în faţă) şi Steven Barlow sunt co-inventatori ai dispozitivului biomedical somatosenzorial pTACS, brevetat recent (Loren Rye, Pixel Lab, 2 aprilie 2025).
