Úgy gondolom, sokunk tölti az ideje jó részét tanulással.
Életünk első napjaitól kezdve tanulunk járni, beszélni,
és évek kitartó munkájával
bámulatos művészekké,
minden képzeletet felülmúló sportolókká,
kreatív szellemiségű tudósokká és mérnökökké válunk,
ami olyan érdekessé teszi a világot, amelyben élünk,
amilyennek megismertük.
Mégis, amikor agyi rendellenesség ér bennünket,
kétségbeejtő visszaesést tapasztalunk,
amelyből a legtöbbünk sosem épül fel.
Ez nem igyekezet kérdése,
nem számít, mit teszünk,
legtöbben sohasem tudjuk visszaszerezni a kitartó munkával szerzett eredményeket,
amelyeket életünk során elértünk.
Világklasszis sportolók nem tudnak többé járni,
és a legragyogóbb elmék képtelenné válnak
a leghétköznapibb rutinfeladatok elvégzésére.
Miért van ez?
Miért van az, hogy még mind a mai napig ebben a sötét korban járunk,
ahol nem tudunk mit kezdeni ezekkel az idegbetegségekkel?
Egy lehetséges magyarázat erre,
hogy teljes mértékben figyelmen kívül hagytuk
az aggyal kapcsolatos egyik igen fontos tényt,
nevezetesen: az agy hálózat.
Idegbetegségek elleni számos törekvésünk során
figyelmen kívül hagytuk ezt a tényt, ami talán oka a jelenlegi helyzetnek.
Az elmúlt évtizedek olyan lenyűgöző tudományos újításai,
mint pl. a humán genom projekt,
amelynek hála már sokkal többet tudunk a testünkben lévő minden génről,
és az azt követő fejlesztések a molekuláris- és sejtbiológia területén
rengeteg ismeretet nyújtanak
szervezetünk sejtjeinek működéséről.
Az agy esetében viszont
az egyik legfontosabb dolog, amelyet szem előtt kell tartani,
az a neurális hálózat állapota.
Az agy egészségének fenntartásakor a legfőbb cél
a neurális hálózat működését e normál tartományban tartani.
Számos oka lehet annak, hogy kicsúszunk a normál tartományból,
legyen az genetikai hajlam, az életmódunk, sérülés, fertőzés,
vagy csak önmagában az öregedés.
A normál tartományba való visszatérést célzó kísérletek magukban foglalhatják
az ok megszüntetését, amely miatt az agyi rendellenesség fellépett,
de valójában az ok megszüntetése nem fogja feltétlenül visszaállítani
a hálózat normál állapotát.
Azt is fontos észben tartani, hogy talán valami mást is tenni kell
a normál tartományba való visszatérés érdekében.
De a legfontosabb, e feladat elvégzéséhez,
vagyis a neurális hálózat működésének újbóli normalizálásához
tudnunk kell, mi is az.
A hálózat működésének és célunk ismerete nélkül
nagyon nehéz véghezvinni ezt a feladatot.
Röviden, ha meg tudjuk találni, mi az agyi hálózat hibája,
az agyat is képesek lehetünk megjavítani ugyanúgy, ahogy az áramköröket.
De aki mostanában ellátogat egy klinikára,
aligha találkozik ilyen rendszerszerű megközelítéssel.
Igen keveset tudnak tenni azért, hogy felmérjék az agyi hálózat állapotát,
főként technikai korlátok miatt.
Az agyi hálózat működésének mérésével
csak EEG-t használó epilepsziaklinikán foglalkoznak,
mert ott elektródákat helyeznek a koponyára,
hogy lemérjék az agy elektromos tevékenységét.
A világszínvonalú klinikán végzett mérések során
orvosok figyelik
ezeket az elektromos tevékenységet mutató görbéket,
és csak ülnek ott órákon át,
és próbálnak kimutatni bármilyen rendellenes jelenséget,
miközben vélhetően megpróbálják kitalálni,
mit jelenthet ez a hálózat rendellenes működésére nézve.
Természetesen ez nagyon nehéz feladat,
és nagyon korlátozott információ származik belőle.
Érdekes módon, annak ellenére,
hogy az agyi hálózat állapotát csak nagyon korlátozottan tudjuk értelmezni,
az egyik legújabb, legígéretesebb terápia az agyi betegségek kezelésére
idegingerlés-terápiát alkalmaz.
Az idegingerlés-terápia során
elektródákat helyeznek közvetlenül az agyba, és elektromos impulzusokkal
igyekeznek normalizálni a hálózat működését.
Ez közvetlen elektromos beavatkozás, amely figyelembe veszi a tényt,
hogy az agy ténylegesen áramkör.
Az idegingerlés-terápia egyik lenyűgöző vívmánya az,
hogy elektromos ingerlés segítségével
fel lehetett ébreszteni olyan betegeket,
akik eszméletlen állapotban voltak több mint hat évig.
A beteg az eszméletlen állapotából
csupán az elektromos impulzus hatására ébredt fel,
ami lenyűgöző teljesítmény.
De ha vaktában cselekszünk,
sok probléma adódik.
Nehéznek bizonyul megismételni az eredményt,
és más esetekben azt figyelték meg,
hogy a betegségre alkalmazott ugyanazon terápia
néha javít a beteg állapotán,
néha pedig még ront is rajta.
Miért van ez?
Képzeljék el, hogy megpróbálják megjavítani az áramkörüket!
Akik nincsenek tisztában a hálózat működésével,
megpróbálják újra életre lehelni.
Ha szerencséjük van, talán működhet.
És ha elég sokszor próbálkoznak, talán ráhibáznak,
de ez nyilván nagyon nehéz feladat lenne.
Az ok, amiért ezt eddig próba-szerencse alapon végeztük,
megint csak főként a technikai korlátokban keresendő.
A laboratóriumunkban nemrég új technológiák ötvözésével
próbáltuk megoldani ezt a problémát, ami lehetővé teszi,
hogy önállóan irányítsuk a neurális hálózat különböző elemeit.
Mindeközben nagy felbontású térbeli képalkotást is végzünk,
hogy lássuk, milyen következményeket idéznek elő a különböző beavatkozások.
Itt pl. ingereltük a talamusz középső részét,
azt, amelynek ingerlésével a kómában lévő betegeket felébresztették,
de egy esetben, amikor kisfrekvencián, 10 Hz-cel ingereltük,
az alany elveszítette az eszméletét,
míg ha egyszerűen megváltoztatjuk az ingerlés frekvenciáját
100 Hz-es nagyfrekvenciára,
ugyanaz az alany visszanyerte eszméletét.
Ez figyelemre méltó eltérés egy ellentétes pólusú spektrumon.
Az agy működését közvetlenül megfigyelve pedig azt láthatjuk,
hogy ez amiatt van,
hogy az agyi hálózat teljesen eltérő módon reagál.
10 Hz-es ingerlés esetén látható,
hogy az agy nagy területen le van gátolva,
ezt jelöli a kék szín,
míg a másik esetben, nagyfrekvenciás ingerlés hatására
az agy nagy területen helyreáll, ahogy a piros színű videón látható.
És mivel
a nagyfrekvenciás ingerlés az agy igen nagy területét állította helyre,
ez indító áramkörként működött,
előidézve az éber állapotot,
míg a másik esetben
az érzékelő területek gátlása miatt az illető elveszítette az eszméletét.
Közvetlenül megvizsgálva, mi történik,
ha beavatkozunk a hálózatba,
s mi a mögöttes mechanizmus, megérthetjük,
hogyan lehet beavatkozni a hálózatba a kívánt eredmény eléréséhez.
Sőt, ha e technológiát
számítógépes modellel egészítjük ki,
azzal megérthetjük
az egyes viselkedési egységek alapját képező hálózati algoritmust.
Ez esetben igen fontos hálózatot befolyásolunk:
a Parkinson-kórral összefüggésbe hozható nagyon fontos sejttípust.
És ha kiemelten e sejttípust szabályozzuk,
akkor ennél a rágcsálónál megnövekedett mozgás figyelhető meg:
az óra járásával egyező irányú forgás.
Ez a konkrét viselkedés pedig olyan algoritmushoz köthető,
amelyben az agy különböző részei lépnek kapcsolatba
és kommunikálnak egymással, hogy előidézzék ezt a mozgást,
így elkezdhetjük elemenként feltárni,
hogy az agy miként irányítja az egyes viselkedési egységeket.
Sok szó esik az agy komplexitásáról.
Az agy százmilliárd idegsejtből áll;
mondhatni, irányítása lehetetlen feladat;
egyre többet kell megtudnunk róla ahhoz,
hogy bármit tehessünk a felmerülő problémák ellen.
Lehet, hogy képesnek kell lennünk lemodellezni
az agy mindenféle tevékenységét,
megszámolni minden egyes idegsejtet, felvételt készítenünk róluk,
és megismerni a működésüket.
Ez mind hasznos információ,
amely elősegíti az agyműködés teljesebb megértését.
A különböző viselkedési egységek
algoritmushoz kapcsolódását ismerve
már értelmezhetjük az áramkörrendszert,
anélkül hogy teljes képünk lenne róla.
Felhőkarcolók építésekor sem oldjuk meg
feltétlenül az összes differenciálegyenletet
az épület minden egyes eleméhez.
Elég, ha értünk bizonyos szervezési alapelveket.
Most már olyan szintű tudás birtokosai vagyunk, hogy kezdhetünk építeni rá.
Az alapelv klinikai alkalmazásához
platformokat kezdtünk építeni,
amelybe egyedi információt gyűjthetünk betegeink hálózatáról.
Ez esetben a korábbi EEG diagramokról ismerős görbéket láthatunk.
Az EEG-kből automatikusan kimutathatunk
különböző jelenségeket,
hogy aztán a számunkra lényegesek alapján
feltérképezzük a hálózat működését.
Közvetlenül láthatóvá tehetjük
az agyi hálózat dinamikus változásait,
és diagramokat is készíthetünk a kölcsönhatásukról.
Ezt pedig már alkalmazni tudjuk élő betegeken, egyénileg.
Azáltal, hogy képessé válunk megérteni a betegek egyedi agyi hálózatát,
elkezdhetjük személyre szabottan kezelni őket,
oly módon, ahogy az áramköröket javítanánk meg.
Ilyen tudás birtokában már a jövőben
klinikai adatokkal
egyénileg diagnosztizálhatjuk a bajt
minden egyes agyban,
és az ilyen hálózati tudás alapján
optimalizálhatjuk a jelenlegi kezeléseket is.
Ugyan nincs gyógymód egyetlen idegbetegségre sem,
de sokféle olyan terápiás lehetőség létezik jelenleg,
amelyek azért nehézkesek,
mert alkalmazásuk legtöbbször próba-szerencse alapú.
De most a neurális hálózatról szóló információ birtokában
pontosan előre jelezhetjük a betegek reagálását,
s azt hozzáigazíthatjuk az adott beteghez.
E terápiák közül néhány nagyon invazív, sebészeti beavatkozás.
Jelenleg a betegeknek azt mondják: kifogytak a nem invazív lehetőségekből,
és így rajtuk áll, hogy kipróbálják, ami még elérhető.
Ez brutális döntés elé állítja a beteget.
Most, hogy rendszerszerű információt kaphatunk a hálózatunkról,
pontosan előre jelezhető,
hogy az adott kezelés valóban helyreállítja-e a hibás hálózatot.
Továbbá,
ha minden egyes beteg agyát egyedileg mérjük fel,
azzal első ízben kaphatunk tiszta képet
a hálózat részeinek hibás működéséről
az idegbetegségek esetében.
És ha egyszer ez megvan,
egészen új megközelítésű
idegbetegség-kezeléseket fejleszthetünk ki.
Jelenleg csak sejt- és molekuláris mechanizmusokat céloznak,
és amikor olyasmit tervezünk, mint az idegingerlés-terápia,
azt próba-szerencse alapon próbálják ki.
Nem kell többé így tennünk.
Ha rendszerszerű a megközelítésünk,
amely áramkörök megjavításához hasonló,
új megvilágításba helyezzük a kérdést,
és teljesen meg tudjuk változtatni az eddigi elképzeléseket.
Látni, ahogy szeretteink idegbetegséggel küzdenek,
az egyik legszörnyűbb, legkeservesebb élmény, amit valaki átélhet.
Tehetetlenségünk tudata
kétségbeejtő.
De már látni a fényt az alagút végén.
Megtanultuk, hogyan építsük fel a megoldást lépésről lépésre,
és világos cél felé haladunk.
Ha egyszer néhány építőelemet helyreillesztettünk,
elképzelhetjük, milyen lehet felhőkarcolót építeni.
Ezért kitartóan fogunk dolgozni, hogy elérjük a célt,
és hogy hamarosan új kort teremtsünk,
amelyben az idegbetegségek közvetlenül gyógyíthatók.
Köszönöm szépen.
(Taps)