За более чем 60 лет кардиостимулятор (небольшое приспособление, имплантированное в грудную клетку для отправки электрических импульсов в сердце) выполнял свою домашнюю работу, вызывая легкое биение в сердцах, которое они не могли бы сделать самостоятельно.
Аппарат продлил жизнь многим пациентам (в «экстремальном» варианте, ЭКМО, даже пауза смерти). Однако даже лучшие из кардиостимуляторов игнорируют простой факт: здоровое сердце бьется не так точно, как метроном. Они ускоряются, когда мы вдыхаем, они замедляются, когда мы выдыхаем. Основываясь на этой естественной вариации, называемой "синусовая дыхательная аритмияУченые всего мира создают бионический кардиостимулятор.
«Устройства должны прислушиваться к обратной связи с телом. Нам нужны более умные инструменты ", игра в кости Джулиан Патон, профессор Бристольского университета в Англии и руководитель ряда исследований в этой области.
В бумаги опубликовано на этой неделе Журнал Физиология, Патон и его коллеги описывают бионический кардиостимулятор, который следует естественным ритмам сердца, компенсируя тем, кто устает более эффективно.
Устройство «считывает» электрические сигналы, исходящие от дыхания каждого человека, и соответственно регулирует частоту сердечных сокращений. Другими словами, он идеально подстраивается под индивидуальный темп каждого.
В тестах на мышах с сердечной недостаточностью устройство увеличивает кровь, которую сердце может качать на 20% по сравнению с традиционными кардиостимуляторами.
Далеко впереди настоящего
Современные кардиостимуляторы пытаются адаптироваться к изменениям довольно старомодным способом, используя акселерометры или датчики температуры тела. Некоторые новые устройства начинают появляться в дыхании, но они регулируют только на основе периодической «выборки» записанного дыхания. «Мы регулируем кибернетический кардиостимулятор в зависимости от уникального дыхания каждого из нас», Патон отмечает.
Сердце кибернетического кардиостимулятора? Это разум
Устройство позади бионического кардиостимулятора использует аналоговый чип, основанный на нейронной сети и разработанный соавтором исследования, Ален Ногарет Университета Бата. В тестах на мышах он регистрировал электрическую активность мышц диафрагмы, которые сокращаются во время дыхания. Чип интерпретировал сигналы и переводил их в последующие действия электростимуляции левого предсердия сердца, заставляя его биться "совместно" с дыханием.
Преимущество использования аналогового чипа заключается в том, что в нем нет посредничества, и он может быстро реагировать на изменения в теле: устройство может быть миниатюрным и достигать размера почтовой марки.
Возможный прогресс
Патон говорит, что если тесты на людях подтвердят хорошие условия на мышах, то нет необходимости регистрировать сигналы диафрагмальной мышцы: просто интегрируйте чип в существующие кардиостимуляторы.
