روشی نوین برای پیش‌بینی دوره‌های تشنج

"ماکسیم باد"(Maxime Baud) ، متخصص مغز و اعصاب بیمارستان دانشگاه برن گفت: این یک مشکل بزرگ برای بیماران است. این غیرقابل پیش‌بینی بودن با تهدیدی دائمی همراه است که بیماران را ملزم به مصرف روزانه دارو می‌کند و در بسیاری از موارد مانع حضور آنها در برخی مکان‌ها و انجام کارهایی مانند ورزش می‌شود. زندگی با این وضعیت می‌تواند بر سلامت روان افراد نیز تأثیر بگذارد. پیروی از درمان‌های موجود نیز معمولاً برای بیماران دشوار است چرا که آنها می‌بایست داروهایی با عوارض جانبی بی‌شمار زیاد را مصرف کنند تا داروها تحریک‌پذیری عصبی آنها را کاهش دهند. گاهی اوقات نیز درمان شامل جراحی مغز و اعصاب برای از بین بردن کانون صرع، یعنی نقطه شروع تشنج مغز است. علاوه بر این، یک چهارم بیماران به این روش‌های درمانی پاسخ نمی‌دهند و این به آن معناست که آنها باید یاد بگیرند که مزمن بودن بیماری خود را مدیریت کنند.برای اندازه‌گیری فعالیت صرع، الکتروانسفالوگرافی/نوار مغزی داده‌های فعالیت الکتریکی مغزی را ثبت می‌کند و سپس از آن داده‌ها برای شناسایی تخلیه‌های بینابینی(interictal discharges) استفاده می‌شود. این تخلیه در هر بار تشنج رخ می‌دهند اما علت ایجاد تشنج محسوب نمی‌شوند.دکتر باد افزود: ما از نظر بالینی مشاهده می‌کنیم که تشنج‌های صرعی به صورت خوشه‌ای‌ و چرخشی تکرار می‌شوند. برای اطمینان از اینکه آیا تخلیه‌های متناوب می‌تواند این چرخه‌ها را توضیح دهد و شروع تشنج را پیش‌بینی کند یا خیر، ما اطلاعات را با جزئیات بیشتری تجزیه و تحلیل کردیم.
برای انجام این کار، دانشمندان با استفاده از دستگاه‌هایی که به مدت طولانی در مغز بیماران مبتلا به صرع کاشته شده بودند، اطلاعات فعالیت عصبی آنها را جمع آوری کردند.

در ابتدا، آنها اطمینان حاصل کردند که چرخه فعالیت صرع مغزی وجود دارد یا خیر. آنها سپس بر روی تجزیه و تحلیل آماری متمرکز شدند تا پدیده‌ای بنام "pro-ictal state" که احتمال شروع تشنج در آن زیاد است را بررسی کنند.
دکتر باد گفت:مانند تغییرات آب و هوایی، مقیاس‌های زمانی مختلفی در فعالیت صرع مغز وجود دارد. تغییرات آب و هوایی تحت تأثیر چرخه فصول یا روز و شب است. در مقیاس میانی، وقتی جبهه هوا نزدیک می‌شود، احتمال باران برای چندین روز افزایش می‌یابد و بنابراین تغییرات آبو هوایی بهتر قابل پیش بینی است. این سه مقیاس تنظیم چرخه‌ای در بیماری صرع نیز وجود دارد.جبهه هوا خط مرز بین توده هوای گرم و سرد را می‌گویند که بنا به وضعیت غالب (یعنی وضعیتی که توده هوای سرد غالب بر گرم باشد یا بالعکس) جبهه را نام‌گذاری می‌کنند.فعالیت الکتریکی مغز منعکس کننده فعالیت سلولی نورون‌ها است یا به طور دقیق تر منعکس کننده پتانسیل‌های عمل آنها است. پتانسیل‌های عمل برای دانشمندان علوم مغز و اعصاب کاملاً شناخته شده است و با استفاده از قوانین ریاضی می‌توانند احتمالات خود را الگو سازی کنند.پتانسیل عمل (Action potential) تغییری موقتی و گذراست که در پتانسیل غشاء سلول‌ها روی می‌دهد و پتانسیل داخل غشاء به دلیل نفوذ یون سدیم بسرعت بالا می‌رود و سپس بسرعت پایین می‌آید.

دکتر "پرویکس" گفت: ما این مدل‌های ریاضی را با تخلیه‌های صرع تطبیق دادیم تا دریابیم که آیا آنها سبب شروع تشنج می‌شوند یا آن را مهار می‌کنند. برای افزایش قابلیت اطمینان پیش‌بینی، ضبط فعالیت مغز در دوره‌های بسیار طولانی مورد نیاز بود. با استفاده از این روش توانستیم احتمال ایجاد تشنج در بیماران را تعیین کنیم و این روش این امکان را می‌دهد که بتوانیم در برخی از آنها رخ دادن تشنج را از چندین روز قبل پیش‌بینی کنیم. با جمع آوری اطلاعات مربوط به فعالیت مغز طی حداقل شش ماه، پیش‌بینی تشنج در دو سوم بیماران نتیجه بخش بوده است.
روش تحلیلی روشی مناسب برای انتقال داده‌ها در لحظه بر روی سرور یا مستقیماً بر روی ریزپردازنده‌ای که با دستگاهی کوچک که در جمجمه کاشته می‌شود، محسوب می‌شود.دانشمندان اکنون در حال ساخت دستگاه نظارت بر مغز با کمترین تهاجم برای ثبت داده‌های طولانی مدت مورد نیاز برای پیش‌بینی تشنج هستند. این وسیله که به زیر پوست سر قرار می‌گیرد، می‌تواند به افراد مبتلا به صرع قدرت برنامه‌ریزی زندگی خود را با توجه به احتمال تشنج آنها بدهد.