Zariadenie, ktoré vyvinuli v rámci európskeho projektu ComaWare nazvali mindBeagle. Má tvar mäkkej čiapky vybavenej elektródami elektroencefalogramu (EEG), ktoré merajú aktivitu mozgu.

Prístroj už využívajú napríklad v americkej univerzitnej nemocnici Harvardu na posúdenie stavu bezvedomia pacientov privezených na pohotovosť, či v nemocnici v belgickom Liège, kde mindBeagle pomáha lekárom rozlišovať medzi rôznymi fázami vedomia. Vďaka tomu dokážu oddeliť pacientov s aktívnym podvedomím od tých v permanentnom vegetatívnom spánku.

Komunikujú, aj mlčia

Na začiatku treba podotknúť, že kómu je možné rozdeliť do niekoľkých typov. „Ľudia, ktorí sú skutočne v kóme, nemajú žiadne kognitívne funkcie a žiadne motorické reakcie - nemôžu myslieť a nemôžu sa hýbať. Ale niektorí ľudia môžu byť v bezvedomí iba na prvý pohľad, a v skutočnosti sú do určitej miery pri vedomí," povedal pre magazín Horizont 2020 Christoph Guger, zakladateľ spoločnosti, ktorá vyvinula zariadenie.

Vedcom ale stále robí problémy posúdiť, ktorí pacienti sú aspoň minimálne pri vedomí. Štandardné testy, ktoré to dokážu odhaliť totiž nie sú vždy presné.

Výskumníci už ale napríklad vedia, že u pacientov v kóme, ale pri vedomí, môžu stavy bdelosti počas dňa kolísať.

MindBeagle najskôr posúdi, či má pacient nejaké kognitívne funkcie a či chápe, čo sa okolo neho deje. Ak je pri „vedomí,“ objekt môže odpovedať na kladené otázky áno a nie, čo vedci analyzujú prostredníctvom merania ich mozgovej aktivity.

Hýbu rukami

Systém má radu funkcií. Jednoduchá sluchová skúška v rôznych denných dobách hodnotí schopnosť pacienta počuť a rozumieť počutému. Tým, že zariadenie hrá vysoké a nízke prenikavé tóny, učí pacienta počítať iba tie vysoké tóny. Následným meraním mozgových vĺn sa lekári môžu dozvedieť, či pacient v kóme dokáže rozlišovať medzi výškou tónov.

Ku kontrole podvedomia tiež zariadenie využíva hmatovú stimuláciu. Prvou možnosťou je, že sa vedci striedavo dotýkajú ľavej a pravej ruky a pýtajú sa pacientov, ktorá strana ich tela je stimulovaná. Tým, že pritom merajú mozgovú činnosť vedia určiť, či objekt úspešne reaguje na podnety.

V druhom prípade vedci dávajú pacientom otázky a ak je odpoveď áno, mal by pacient pohnúť pravou rukou. Ak nie, tak ľavou. Aj keď pacient v skutočnosti rukou nepohne, prejaví sa to na EEG zariadení.

V budúcnosti by tento postup mohol pomôcť komunikovať a rehabilitovať aj ľuďom postihnutým mŕtvicou.

Stačí 20 minút?

EEG zobrazuje normálnu ako aj abnormálnu elektrickú aktivitu mozgu, ktorá môže byť nešpecifická alebo špecifická. Nešpecifická aktivita sa prejavuje napríklad po otrase mozgu, mozgovej porážke, pri nádore mozgu alebo pri epileptických záchvatoch. Práve pre pacientov s epilepsiou, ktorých je na svete približne 65 miliónov, predstavujú nositeľné EEG systémy veľkú nádej.

V súčasnosti diagnostika prebieha na základe EEG skenu, ktorý trvá približne 20 minút a pacientom sú následne predpisované lieky spolu s inštrukciou, aby si viedli o svojej chorobe denník. Ten potom konzultujú s lekárom. „Ak prvý liek nefunguje, zmenia ho a opakujú postup, ktorý zaberie veľa času," povedala pre magazín Horizont 2020 profesorka Esther Rodriguez-Villegas z Imperial College London.

Zároveň dodáva, že 20 minút nedokáže poskytnúť dostatočné množstvo informácií o ochorení a ak by trvalo mapovanie EEG dlhšie, zefektívnilo by to aj nastavenie liečby. Avšak to zatiaľ nie je možné, nakoľko je špeciálneho vybavenia, personálu aj zdrojov nedostatok.

Esther Rodriguez-Villegas preto prostredníctvom európskeho projektu Weeg vyvíja ľahkú verziu EEG, ktorú je možné nosiť dlhšiu dobu a zbierať relevantné dáta o ochorení, a to aj počas epileptických záchvatov.

Ako „módny doplnok“

Myšlienka zariadenia spočíva v tom, aby bolo zariadenie dostatočne malé na to, aby sa zmestilo pod klobúk, alebo aby sa doň dalo vložiť. Dôvodom, prečo sú súčasné zariadenia tak veľké je fakt, že sú náročné na spotrebu.

Vyriešiť by to bolo možné mikročipmi s integrovanými obvodmi, ktoré spotrebúvajú menej energie ako jeden neurón v mozgu. To znamená, že je potrebné vytvoriť veľmi malú batériu s dlhou životnosťou, ktorá vydrží napájať systém bez pridania hmotnosti.

Vedci chcú v budúcnosti preskúmať potenciál nositeľného EEG aj v prípade ľudí s poruchami spánku. Esther Rodriguez-Villegas dokonca získala na projekt aj ERC grant. Jej úlohou teraz bude vyvinúť spotrebiteľský výrobok, ktorý by bol nositeľný cez noc. Ak bude úspešná, zariadenie poskytne mnoho užitočných informácií o činnosti mozgu.