Андрес Лозано: Паркинсон, депресията и ключът, който може да ги спре

Дълбоката мозъчна стимулация става много прецизна. Тази техника позволява на хирурзите да поставят електроди във почти всяка зона на мозъка, и да я увеличат или намалят, като радио или термостат, за да коригират дисфункциите. Драматичен поглед към новите техники, в който жена с болест на Паркинсон внезапно спира да трепери, и зони на мозъка, засегнати от болестта на Алцхаймер, се връщат към живот. (Заснето в TEDxКалтек.)

Едно от нещата, които искам да уточня от начало е,

че не всички неврохирурзи носят каубойски ботуши.

Само исках да знаете това.

Аз наистина съм неврохирург

и следвам дълга традиция в неврохирургията,

и това, за което ще ви разкажа днес

е настройването на сигналните части на проводниците в мозъка

така, че те да могат да стигнат навсякъде в него

и усилването или заглушаването на негови части,

за да помогнем на нашите пациенти.

Както казах, неврохирургията има дълга традиция.

Съществува от около 7000 години.

В Мезоамерика е имало неврохирургия

и неврохирурзи, които са лекували пациенти.

И те са се опитвали да -- те са знаели, че мозъкът има връзка

с неврологичните и психиатрични болести.

Те не са знаели точно какво правят.

Което, между другото, не се е променило много от тогава. (Смях)

Но са си мислели,

че ако имаш неврологично или психиатрично заболяване,

то се е получило, защото си обсебен

от зъл дух.

Така че, ако си обсебен от зъл дух,

който причинява неврологични или психиатрични проблеми,

то начина да се лекува това е, естествено,

да се пробие дупка в черепа ти и да се остави злия дух да избяга.

Такова е било мисленето тогава,

и тези хора правели тези дупки.

Понякога пациентите били малко неохотни

да минат през това, защото може да се види,

че дупките не са довършени, и после, мисля,

се правела трепанация, и те много бързо си отивали,

и дупката оставала недовършена,

и знаем, че те са преживявали тези процедури.

Но това било обичайно.

Има находки, където един процент

от всички черепи имат такива дупки, и може да се заключи,

че неврологичната и психиатрична болест е доста разпространена,

и е била разпространена преди 7000 години.

Сега, в хода на времето,

ние сме разбрали, че

различните части на мозъка правят различни неща.

Така тези зони на мозъка са посветени

на контрола на движението или зрението ти,

на твоята памет, апетит, и така нататък.

И когато нещата работят добре, и нервната система

работи добре, всичко функционира.

Но понякога, нещата не са съвсем наред

и се получава проблем с проводниците,

и има някои пакостливи неврони, които отказват

и създават неприятности, или понякога са по-малко активни,

и не работят точно както трябва.

Тогава проявлението на това

зависи от положението на тези неврони в мозъка.

Когато тези неврони са в системата, котролираща движението,

се получава дисфункция в двигателния апарат,

и получавате неща като болестта на Паркинсон.

Когато заболяването е в областта, която контролира настроението ви,

получавате депресия,

и когато е в областта, която контролира паметта и познавателните ви способности,

получавате неща като болестта на Алцхаймер.

Това, което можем да направим, е да определим

къде са тези нарушения в мозъка

и можем да се намесим в тези проводни системи

в мозъка и да ги усилим, или да ги намалим.

Това е в голяма степен като да избереш вярната станция

на скалата на радиото.

Щом веднъж избереш вярната станция, джаз или опера,

в нашия случай -- движение или настроение,

ние нагласяме сигналния механизъм там,

и после с втория бутон можем да нагласим силата,

да го увеличим или да го намалим.

Сега ще ви кажа как

използваме веригите на мозъка и имплантираме електроди

и усилваме или намаляваме зони в него,

за да видим, можем ли да помогнем на нашите пациенти.

Това става използвайки специално устройство

и се нарича дълбока стимулация на мозъка.

Това което правим е, да сложим тези електроди из целия мозък.

Отново правим дупки в черепа с големината на стотинка,

поставяме електрода вътре, и този електрод

е напълно под кожата

дълбоко като пейсмейкъра в гръдния кош

и с дистанционно, което много прилича на това на телевизора,

ние можем да определим колко ток да пуснем

до тези зони в мозъка.

Можем да го увеличим или намалим, да го включим или изключим.

Около сто хиляди пациенти по света

са претърпели дълбока мозъчна стимулация

и ще ви покажа някои примери

на използване на дълбока мозъчна стимулация за третиране на нарушения на двигателния апарат,

нарушения на настроенията и нарушения на познавателната способност.

Ето така изглежда това, когато е в мозъка.

Виждате електрода, преминаващ през черепа в мозъка

и закрепен там, и можем да го поставим наистина навсякъде в мозъка.

Казвам на приятелите си, че никой неврон

не е застрахован от неврохирурзи, защото наистина можем да стигнем

абсолютно навсякъде в мозъка съвсем безопасно сега.

Първия пример, който ще ви покажа, е пациент

с болестта на Паркинсон,

и тази дама има Паркинсон

и има такива електроди в мозъка,

и ще ви покажа каква е тя,

когато електродите са изключени и тя има симптомите на Паркинсон,

и после ще ги включим.

Това изглежда горе-долу така.

Електродите са изключени сега, и можете да видите, че тя има треперене.

(Видео) Мъж: Добре. Жена: Не мога. Мъж: Можеш ли да опиташ да докоснеш пръста ми?

(Видео) Мъж: Така е по-добре. Жена: Тази страна е по-добре.

Сега ще го включим.

Включено е. Току-що е включено.

И работи просто така, незабавно.

И разликата между треперенето и липсата му --

(аплодисменти)

Разликата между това треперене и липсата му е свързана с неправилното функциониране

на 25 000 неврона в ядрото на субталамуса.

Ние знаем как да намерим тези размирници

и да им кажем: "Господа, достатъчно.

Искаме да спрете да правите това."

И го правим с електричество.

Използваме електричество да диктуваме как се възбуждат

и се опитваме да блокираме тяхното лошо поведение пак с електричество.

В този случай ние подтискаме активността на анормалните неврони.

Започнахме да използваме тази техника за други проблеми

и ще ви кажа за интересен случай,

с който се срещнах, случай на дистония.

Дистонията е разстройство, засягащо децата.

Това е генетично разстройство, свързано с гърчеливо движение,

и тези деца се гърчат все повече и повече,

докато не могат да дишат, получат отоци,

пикочни инфекции, и тогава умират.

През далечната 1997 ме извикаха да видя едно момче,

съвършено нормално. Той имаше тази генетична форма на дистония.

Има осем деца в семейството.

Пет от тях имат дистония

Ето го.

Това момче е на девет години, съвсем нормално до шестата си година

и после той започнал да извива тялото си, първо десния крак,

после левия крак, после дясната ръка, после лявата ръка,

после трупа, и до момента, когато дойде при мен,

в хода на една-две години от началото на болестта,

той вече не можеше да ходи, нито да стои.

Той беше осакатен, и наистина естественото развитие

с влошаването за тях е да стават все по-сгърчени,

постепенно осакатени, и много от тези деца не оцеляват.

Той е едно от пет деца.

Единствения начин за него да се движи беше да лази ето така по корем.

Той не реагира на никакви лекарства.

Не знаехме какво да правим с това момче.

Не знаехме каква операция да направим,

къде да отидем в мозъка му,

но на базата на резултатите с болестта на Паркинсон

ние решихме, защо да не опитаме да потиснем

същата зона в мозъка, която потискахме

за болестта на Паркинсон, и да видим какво ще стане?

Ето го и него. Оперирахме го

с надеждата да се подобри. Не знаехме.

Ето го сега, отново в Израел, където живее,

три месеца след процедурата, това е той.

(Аплодисменти)

На базата на този резултат сега това е процедура,

която се прави по целия свят,

и има стотици деца,

на които тази хирургическа намеса е помогнала.

Сега това момче е в университета

и води съвсем нормален живот.

Това е един от най-задоволителните случаи,

върху които съм работил в кариерата си,

да върна движението и ходенето на такова дете.

(аплодисменти)

Разбрахме, че може би тази технология може да служи

не само за веригите, които контролират движението,

но също и за тези, които контролират други неща,

и следващото нещо, с което се заехме

бяха веригите, контролиращи настроението.

Решихме да се заемем с депресията,

и причината за това е, че тя е толкова разпространена

и както знаете, има много лечения за депресия

с лекарствена и психотерапия,

дори електроконвулсивна терапия,

но има милиони хора,

и все още има 10 до 20 процента пациенти с депресия,

които не реагират на лечението, и точно на тях искаме да помогнем.

Нека да видим дали можем да използваме тази техника

да помогнем на пациенти с депресия.

Първото нещо, което направихме, беше да сравним

какво е различно в мозъка на човек с депресия

и нормален мозък,

затова направихме изследвания, наречени позитронно-емисионна томография, за да наблюдаваме потока от кръв в мозъка

и забелязахме, че у пациентите с депресия

сравнени с нормалните,

някои зони в мозъка са затворени,

и това са зоните в синьо.

Така че те наистина са "в синини",

и зоните в синьо са зони, които са свързани

с мотивацията, желанието и вземането на решения.

И наистина, ако си силно депресиран, както тези пациенти бяха,

те са увредени. Липсва ти мотивация и желание.

Другото нещо, което открихме

беше в зона, която беше свръхактивна, зона 25,

която е в червено,

и зона 25 е зоната на тъгата в мозъка.

Ако натъжа някого от вас, например ако ви припомня

за последния път, когато сте видели родителите си преди да умрат,

или приятел, преди да умре,

тази зона се задейства.

Това е центъра на тъгата в мозъка.

И така пациентите с депресия имат хиперактивност.

Зоната на тъгата в мозъка е нагорещена до червено.

Термостатът е настроен на 100 градуса,

а другите зони на мозъка, свързани с желанието и мотивацията, са изключени.

И така ние се запитахме, можем ли да сложим електроди в тази зона на тъгата

и да видим можем ли да намалим термостата,

можем ли да понижим активността,

и какви биха били последиците от това?

Продължихме и имплантирахме електроди на пациенти с депресия.

Това е работа, която вършихме с колегата Хелън Мейбърг от Емъри.

Сложихме електроди в зона 25,

и в горната снимка, която виждате, от преди операцията,

зона 25, зоната на тъгата е нагорещена червена,

а фронталния лоб е изключен в синьо,

и после, след 3 месеца на непрекъсната стимулация,

24 часа на ден или 6 месеца на непрекъсната стимулация,

имаме пълно преобръщане.

Способни сме да усмирим зона 25

до по-нормална степен,

и можем да върнем обратно на работа

фронталния дял на мозъка,

и наистина виждаме впечатляващи резултати

при пациентите със силна депресия.

Сега сме в клинични изследвания, във трета фаза,

и това може да стане нова процедура,

ако е безопасна и открием, че е ефективна

за лекуване на пациенти със силна депресия.

Показах ви, че можем да изполваме дълбока мозъчна стимулация

за лекуване на двигателната система

в случаи на Паркинсон и дистония.

Показах и как може да се изполва за третиране на веригите на настроението

в случаи на депресия.

Можем ли да я използваме, за да ви направим по-умни?

(Смях)

Някой интересува ли се от това?

(Аплодисменти)

Разбира се, че можем, нали?

И така решихме

да опитаме да направим свръхзареждане

на веригите на паметта в мозъка.

Ще сложим електроди във веригите,

които регулират вашата памет и познавателни способности,

за да видим дали можем да увеличим тяхната активност.

Но няма да правим това с нормални хора.

Ще го направим с хора, които имат умствени недостатъци,

и ние избрахме да лекуваме пациенти с болестта на Алцхаймер,

които имат когнитивни нарушения и загуба на памет.

Знаете, че това е основния симптом

на ранната фаза на болестта на Алцхаймер.

Така че поставихме електроди в тези вериги

в зона наречена форникс,

която е магистралата за влизане и излизане в тази верига на паметта,

като имахме идеята да видим дали можем да включим тази верига на паметта,

и дали това може на свой ред да помогне на тези пациенти

с болестта на Алцхаймер.

Оказва се, че при пациенти с Алцхаймер

използването на глюкоза е в голям дефицит в мозъка.

Мозъка е малко лаком, когато се отнася за използването на глюкоза.

Той използва 20 процента от всичката на разположение --

дори и теглото му да е два процента от цялото ви тяло --

той използва 10 пъти повече, отколкото се очаква на база на теглото му.

20 процента от всичката глюкоза в тялото ви се използва от мозъка,

и с придвижването от нормалността

към лекото когнитивно увреждане,

което предхожда болестта на Алцхаймер по пътя на нейното развитие,

тогава се появяват зони на мозъка, които спират да използват глюкоза.

Те се затварят. Те се изключват.

И наистина, това, което виждаме, тези зони в червено

около външната дъга на мозъка

стават все по-сини

докато се изключат напълно.

Това е аналогично на изключване на тока

в една зона на мозъка, на локално изключване.

Светлините са изгаснали в части от мозъка

при пациенти с Алцхаймер,

и въпросът е дали са изгаснали завинаги,

или можем отново да ги включим?

Можем ли да накараме тези зони да използват глюкоза отново?

Точно това направихме. Имплантирахме електроди във форникса

на пациенти с Алцхаймер, включихме ги,

и проверихме какво става с глюкозата в мозъка.

И наистина, отгоре ще видите, че преди операцията

зоните в синьо са тези, където глюкозата е по-малко от нормалното

предимно в париеталния и темпоралния лоб.

Тези части на мозъка са изключени.

Светлините в тях са изгаснали.

После сложихме електродите за дълбока стимулация и чакахме един месец

или една година, и зоните в червено са тези,

в които увеличихме използването на глюкоза.

Наистина можем да накараме тези зони,

които не използвха глюкоза, да почнат да я използват отново.

Посланието тук е, че в болестта на Алцхаймер

светлините са изгаснали, но има някой в къщи,

и ние можем да включим пак електричеството

в тези части на мозъка, и правейки това,

очакваме тяхното функцииониране да се възстанови.

Сега това са клинични опити.

Ще оперираме 50 пациенти

в ранен стадий на Алцхаймер

и ще видим дали това е безопасно и ефективно,

дали можем да подобрим тяхното неврологично функциониране.

(Аплодисменти)

Съобщението, което искам да ви предам днес е,

че наистина има няколко вериги в мозъка,

които функционират неправилно в различни болестни състояния,

независимо дали това е болестта на Паркинсон,

депресия, шизофрения, Алцхаймер.

Сега се учим да разбираме какви са проводниците,

кои са зоните в мозъка, които са отговорни за

клиничните признаци и симптоми на тези болести.

Сега можем да достигнем до тези проводници.

Можем да вкараме електроди в тях.

Можем да степенуваме активността в тези проводници.

Можем да ги намалим, ако са свръхактивни,

ако създават проблеми, проблеми, които се чувстват в мозъка,

или можем да ги увеличим, ако са слабо активни,

и правейки това, мислим, че можем да помогнем

на цялостната мозъчна дейност.

Последствията от това, разбира се са, че можем

да променим симптомите на болестта,

но не ви казах, че има някои доказателства,

че може да успеем да поправим увредени зони на мозъка, използвайки електричество,

и това е нещо, което бъдещето ще покаже, дали наистина

можем не само да променим активността,

но и някои от възпроизводителните функции на мозъка

могат да бъдат спечелени.

Предвиждам, че ще видим голямо развитие

на индикации на тази техника.

Ще видим електроди, поставяни за много разстройства на мозъка.

Едно от най-вълнуващите неща в тази връзка е, че това наистина

предполага обединена работа в различни дисциплини.

Нужна е работа на инженери, на учени работещи с избражения,

на обикновени учени, на невролози,

психиатри, неврохирурзи и сигурно в интерфейса

на всички тези дисциплини е въодушевлението.

И мисля, че ще видим,

че е възможно да изгоним много от тези зли духове

от мозъка с напредването на времето,

и последиците от това, разбира се, ще са,

че ще можем да помогнем на много повече пациенти.

Благодаря ви много.