Parkinsons, depression og kontakten der måske slukker for dem

Dyb hjernestimulation bliver meget præcist. Denne teknik tillader kirurger at placere elektroder i næsten ethvert område af hjernen, og skrue op eller ned for det -- ligesom en en termostat -- for at korrigere for dysfunktion. Et dramatisk blik på nye teknikker, hvor en kvinde med Parkinsons øjeblikkeligt holder op med at ryste og områder i hjernen der nedbrydes af Alzheimers bliver vækket til live. (Filmed at TEDxCaltech.)

En af de ting jeg vil fastslå lige fra starten

er at det ikke er alle neurokirurger der går med cowboy støvler.

Jeg vil bare have at I ved det.

Jeg er netop neurokirurg,

og jeg følger en lang tradition med neurokirurgi,

og det jeg vil fortælle jer om i dag,

er at justere skiverne i deres kredsløb i hjernen,

at være i stand til at gå ind hvor som helst i hjernen

og skrue op eller ned for områder i hjernen

for at hjælpe vores patienter.

Som jeg sagde, kommer neurokirurgi fra en lang tradition.

Det har eksisteret i cirka 7.000 år.

I Mesoamerika, plejede der at være neurokirurgi,

og der var neurokirurger der plejede at behandle patienter.

Og de prøvede at -- de vidste at hjernen var involveret

i neurologiske og psykiatriske lidelser.

De vidste ikke præcis hvad de lavede.

Der er ikke så meget der har ændret sig, for øvrigt. (Latter)

Men de tænkte at,

hvis man havde en neurologisk eller psykiatrisk lidelse,

måtte det være fordi man var besat

af en ond ånd.

Hvis man er besat af en ond ånd

der skaber neurologiske eller psykiatriske lidelser,

så er måden at behandle dette på, selvfølgelig,

at lave i hul i kraniet og lade den onde ånd slippe ud.

Dette var tankegangen dengang,

og disse individer lavede disse huller.

Nogle gange var disse patienter lidt tilbageholdende

med at gennemgå dette, fordi, man kan se at

hullerne blev lavet delvist dengang og så, tror jeg,

der var nogen trepanering, og så forsvandt de rigtig hurtigt

og det var kun et delvist hul,

og vi ved at de overlevede disse indgreb.

Men dette var almindeligt.

Der var nogle steder hvor en procent

af alle kranierne havde disse huller, så man kan se

at neurologiske og psykiatriske lidelser er temmelig almindelige,

og det var også temmelig almindeligt for cirka 7.000 år siden.

I løbet af tiden,

er vi blevet klar over at

forskellige dele af hjernen gør forskellige ting.

Der er dele af hjernen der er dedikerede

til at kontrollere ens bevægelser eller ens syn

eller ens hukommelse eller ens appetit, og så videre.

Og når tingene fungerer godt, så fungerer nervesystemet

godt, og alt fungerer.

Men af og til, fungerer tingene ikke så godt,

og der er problemer i disse kredsløb,

og der er nogle abnorme neuroner der sætter ud

og skaber problemer, eller nogle gange er de ikke aktive nok

og de fungerer ikke helt som de bør.

Manifestationen af dette

kommer an på hvor i hjernen neuronerne er.

Når disse neuroner er i det motoriske kredsløb,

får man en funktionsfejl i bevægelsessystemet,

og man får ting som Parkinsons.

Når defekten er i et kredsløb der regulerer ens humør,

får man ting som depression,

og når det er i et kredsløb der styrer ens hukommelse og kognitive funktion,

får man ting som Alzheimers.

Det vi har været i stand til at gøre er at præcisere

hvor disse forstyrrelser er i hjernen,

og vi har været i stand til at gribe ind indenfor disse kredsløb

i hjernen for enten at skrue op for dem eller at skrue ned for dem.

Dette er meget lig det at vælge den rigtige sender

på radioens programvælger.

Når man finder den rigtige sender,
hvad enten det er jazz eller opera,

i vores tilfælde hvad enten det er bevægelse eller humør,

kan vi sætte programvælgeren der,

og så kan vi bruge en anden knap til at justere volumen,

for at skrue op eller ned for det.

Det jeg vil fortælle jer om

er at bruge hjernens kredsløb til at implantere elektroder

og skrue op eller ned for områder af hjernen

for at se om vi kan hjælpe vores patienter.

Og dette opnås ved at bruge denne slags apparat,

og dette kaldes dyb hjernestimulation.

Det vi gør er at vi placerer disse elektroder i hele hjernen.

Igen, vi laver huller i kraniet på størrelse med en enkrone,

sætter elektroden i, og så sidder denne elektrode

fuldstændig under huden

ned til en pacemaker i brystet,

og med en fjernbetjening meget lig en fjernbetjening til fjernsynet,

kan vi justere hvor meget elektricitet vi leverer

til disse områder af hjernen.

Vi kan skrue op eller ned for det, tænde eller slukke.

Omkring hundredetusinde patienter i hele verden

har modtaget dyb hjernestimulation,

og jeg vil vise jer nogle eksempler

på at bruge dyb hjernestimulation til
at behandle bevægelseslidelser,

humørsygdomme og kognition forstyrrelser.

Det ser cirka sådan her ud når den er i hjernen.

Man kan se elektroden der går gennem kraniet og ind i hjernen

og støtter sig der, og vi kan faktisk placere denne hvor som helst i hjernen.

Jeg fortæller mine venner at der ikke
er en neuron der er i sikkerhed

fra en neurokirurg, fordi vi kan faktisk nå

mere eller mindre hvor som helst
i hjernen uden stor risiko nu.

Det første eksempel jeg vil vise jer er en patient

med Parkinsons,

og denne dame har Parkinsons,

og hun har disse elektroder i hjernen,

og jeg vil vise jer hvordan hun er når

elektroderne bliver slukket og
hun har sine Parkinsons symptomer,

og så når vi tænder for det.

Det ser cirka sådan her ud.

Nu bliver elektroderne slukket, og man kan se at hun ryster.

(Video) Mand: Okay. Kvinde: Det kan jeg ikke.
Mand: Kan du prøve at røre min finger?

(Video) Mand: Det er lidt bedre. Kvinde: Den side er bedre.

Nu tænder vi for den.

Den er tændt. Har lige tændt for den.

Og sådan fungerer dette, omgående.

Og forskellen på at ryste på denne måde og ikke at gøre det --

(Bifald)

Forskellen på at ryste på denne måde og ikke gøre det,
er forbundet med den forkerte adfærd

af 25.000 neuroner i hendes subthalamic nucleus.

Nu ved vi hvordan vi skal finde disse ballademagere

og sige til dem, "De herrer, så er det godt.

Vi vil have jer til at holde op med det."

Og det gør vi med elektricitet.

Vi bruger elektricitet til at bestemme hvordan de fungerer,

og vi prøver at blokere deres forkerte
adfærd ved at bruge elektricitet.

I dette tilfælde undertrykker vi de
abnorme neuroners aktivitet.

Vi begyndte at bruge denne teknik med andre problemer,

og jeg vil fortælle jer om et fascinerende problem

som vi oplevede, et tilfælde af dystoni.

Dystoni er en lidelse der påvirker børn.

Det er en genetisk lidelse,
og det omfatter en vridende bevægelse,

og disse børn vrider sig gradvist mere og mere

indtil de ikke kan trække vejret, indtil de får sår,

urinvejsinfektioner, og så dør de.

Tilbage i 1997, blev jeg bedt om at kigge på denne unge dreng,

helt normal. Han har denne genetiske form for dystoni.

Der er otte børn i familien.

Fem af dem har dystoni.

Her er han.

Denne dreng er ni år gammel,
helt normal indtil seks års alderen,

og så begyndte han at vride sin krop, først hans højre fod,

så den venstre fod, så den højre arm, så den venstre arm,

så kroppen, og så da han ankom,

inden for et eller to år efter sygdommen begyndte,

kunne han ikke længere gå,
han kunne ikke længere stå oprejst.

Han var invalideret, og rigtignok er den naturlige udvikling

i takt med at det bliver værre for dem er
at de bliver gradvist mere forvredne,

gradvist mere invalideret,
og mange af disse børn overlever det ikke.

Han er en af de fem børn.

Den eneste måde han kunne komme rundt på var,
at kravle rundt på maven på denne måde.

Han reagerede ikke på nogen lægemidler.

Vi vidste ikke hvad vi skulle gøre med denne dreng.

Vi vidste ikke hvilken operation vi skulle foretage,

hvor vi skulle hen i hjernen,

men på basis af vores resultater med Parkinsons lidelsen,

argumenterede vi, hvorfor prøver vi ikke at undertrykke

det samme område i hjernen som vi undertrykte

med Parkinsons lidelse, og lad os se hvad der sker?

Her var han. Vi opererede på ham

i håb om at det ville blive bedre. Vi vidste det ikke.

Her er han nu, tilbage i Israel hvor han bor,

tre måneder efter operationen, og her er han.

(Bifald)

På baggrund af dette resultat, er dette nu et indgreb

der bliver udført i hele verden,

og er blevet udført på hundredvis af børn

der er blevet hjulpet af denne slags kirurgi.

Denne dreng går nu på universitetet

og fører et temmelig normalt liv.

Dette har været en af de mest tilfredsstillende sager

som jeg har lavet i hele min karriere,

at genoprette bevægelse og evnen til at gå
til denne slags børn.

(Bifald)

Vi blev klar over at vi måske kunne bruge denne teknologi

ikke kun i kredsløbene der regulerer ens bevægelse

men også i kredsløb der regulerer andre ting,

og det næste vi kiggede på

var kredsløb der regulerer ens humør.

Og vi besluttede os for at give os i kast med depression,

og grunden til vi gav os i kast med depression
er fordi det er så udbredt,

og som I ved, er der mange behandlingsmuligheder
mod depression,

men medicinering og psykoterapi,

selv elektrochok terapi,

men der er millioner af mennesker,

og der er stadig 10 eller 20 procent
af patienterne med depressioner

der ikke reagerer på det, og det er de patienter vi vil hjælpe.

Og lad os se om vi kan bruge denne teknik

til at hjælpe disse patienter med depression.

Det første vi gjorde var, at vi sammenlignede

forskellen der er i hjernen på en person med depression

og en der er normal,

og vi tog PET skanninger til at se
blodgennemstrømningen i hjernen,

og vi lagde mærke til, at hos patienter med en depression

sammenlignet med normale patienter,

var der lukket ned for områder af hjernen,

og de områder var blå.

Her har man virkeligt de blå,

og de blå områder er områder der er involveret

i motivation, i gåpåmod og beslutningstagning,

og bestemt, hvis man er alvorlig deprimeret
som disse patienter var,

de er nedsat. Man mangler motivation og gåpåmod.

Den anden ting vi fandt ud af

var et område der var overaktivt, område 25,

her markeret med rødt,

og område 25 er hjernens bedrøvelsescenter.

Hvis jeg gør nogen af jer ked af det, for eksempel,
får jeg jer til at huske

den sidste gang I så jeres forældre inden de døde

eller en ven inden de døde,

lyser dette område af hjernen op.

Det er hjernens bedrøvelsescenter.

Patienter med depression har hyperaktivitet.

Bedrøvelses centeret i hjernen er rødglødende.

Termostaten er sat på 100 grader,

og de andre områder af hjernen, der er involveret i gåpåmod
og motivation, er der lukket ned for.

Så vi undrede os over, om vi kunne placere elektroder
i dette bedrøvelsescenter

og se om vi kunne skrue ned for termostaten,

kan vi skrue ned for aktiviteten,

og hvad vil konsekvensen deraf være?

Vi gik i gang med at placere elektroder
i patienter med depression.

Dette arbejde bliver gjort af min kollega
Helen Mayberg fra Emory.

Og vi placerede elektroder i område 25,

og i den øverste skanning kan man se et billede inden operationen,

område 25, bedrøvelses centeret er rødglødende,

og frontallapperne er lukket ned med blåt,

og så, efter tre måneders kontinuerlig stimulation,

24 timer om dagen, eller seks måneders kontinuerlig stimulation,

har vi en total ændring af dette.

Vi er i stand til at skrue helt for område 25,

ned til et mere normalt niveau,

og vi er i stand til at tænde for

frontallapperne i hjernen,

og vi ser bestemt meget slående resultater

i disse patienter med alvorlige depressioner.

Nu udfører vi kliniske forsøg,
og er på det tredje stadie i de kliniske forsøg,

og dette kunne blive en ny procedure,

hvis det er sikkert og vi mener det er effektivt,

for at behandle patienter med alvorlig depression.

Jeg har vist jer at vi kan bruge dyb hjernestimulation

til at behandle det motoriske system

i tilfælde med Parkinsons og dystoni.

Jeg har vist jer at vi kan bruge det til at behandle humørkredsløbet

i tilfælde med depression.

Kan vi bruge dyb hjernestimulation til at gøre en klogere?

(Latter)

Nogen der er interesserede i det?

(Bifald)

Selvfølgelig kan vi det, ikke?

Det vi har besluttet os for at gøre er

at vi prøver at turbolade

hukommelseskredsløbene i hjernen.

Vi placerer elektroder inden i kredsløbene

der regulerer ens hukommelse og kognitive funktioner

for at se om vi kan skrue op for deres aktivitet.

Nu vil vi ikke gøre dette ved normale mennesker.

Vi gør dette ved de mennesker der har kognitivt underskud

og vi har valgt at behandle patienter med Alzheimers

der har kognitive og hukommelsesunderskud.

Som I ved, er dette det primære symptom

ved begyndende Alzheimers.

Vi har placeret elektroderne i dette kredsløb

i et område i hjernen der hedder fornix,

som er motorvejen ind og ud af dette hukommelseskredsløb,

med den ide om vi kan tænde for dette hukommelseskredsløb,

og om det, til gengæld, kan hjælpe disse patienter

med Alzheimers.

Det viser sig at med Alzheimers,

er der et kæmpestort underskud af
udnyttelsen af glukose i hjernen.

Hjernen er temmelig grådig når det handler om at bruge glukose.

Den bruger 20 procent af ens --

selvom den kun vejer to procent --

den bruger 10 gange mere glukose end den burde
på baggrund af dens vægt.

Tyve procent af al den glukose der er i ens krop
bliver brugt af hjernen,

og i takt med at man går fra at være normal

til at have en mild kognitiv forringelse,

som er et forstadie til Alzheimers, helt til Alzheimers,

er der områder i hjernen der holder op med at bruge glukose.

De lukker ned. De slukker.

Og bestemt, det vi ser er at disse områder i rød

i det yderste bånd i hjernen

bliver gradvist mere og mere blå

indtil de lukker totalt ned.

Dette svarer til at have en strømafbrydelse

i et område af hjernen, et regionalt strømsvigt.

Lyset er altså slukket i dele af hjernen

hos patienter med Alzheimers,

og spørgsmålet er, er lyset slukket for evigt,

eller kan vi tænde for lyset igen?

Kan vi få de områder af hjernen til at bruge glukose igen?

Dette er hvad vi gjorde. Vi implanterede elektroder i fornix

hos patienter med Alzheimers, vi tændte for det,

og vi kiggede på hvad der sker med glukose i hjernen.

Og bestemt, i toppen, ser I et billede inden operationen,

områderne i blå er de områder
der bruger mindre glukose end normalt,

hovedsageligt i parietal- og temporal lapperne.

Der er lukket ned for disse områder af hjernen.

Lyset er slukket i disse områder af hjernen.

Vi sætter så DBS elektroder ind og venter en måned

eller et år, og områderne i rødt

repræsenterer de områder hvor vi forøger udnyttelsen af glukose.

Og sandelig, vi er i stand til at få de områder af hjernen

der ikke bruger glukose, til at bruge glukose igen.

Budskabet her er at, hos Alzheimers,

er lyset slukket, men der er nogen hjemme,

og vi er i stand til at tænde for strømmen igen

for de områder i hjernen, og når vi gør det,

forventer vi at deres funktioner kommer tilbage.

Der bliver nu lavet kliniske forsøg med dette.

Vi opererer på 50 patienter

med tidlig Alzheimers

for at se om dette er sikkert og effektivt,

om vi kan forbedre deres neurologiske funktion.

(Bifald)

Budskabet jeg vil efterlade hos jer i dag er, at

bestemt, der er adskillige kredsløb i hjernen

der svigter på tværs af forskellige sygdoms tilstande,

hvad enten vi taler om Parkinsons,

depression, skizofreni, Alzheimers.

Vi lærer nu at forstå hvilke kredsløb det er,

hvilke områder af hjernen der er ansvarlige for

de kliniske tegn og symptomerne på de sygdomme.

Vi kan nu nå ind til de kredsløb.

Vi kan indsætte elektroder i de kredsløb.

Vi kan graduere aktiviteten i de kredsløb.

Vi kan skrue ned for dem hvis de er for aktive,

hvis de skaber problemer, problemer der mærkes i hele hjernen,

eller vi kan skrue op for dem hvis de underpræsterer,

og ved at gøre det, mener vi at vi kan være i stand til at hjælpe

den totale hjernefunktion.

Betydningerne af dette er, selvfølgelig, at vi måske er i stand til at

modificere symptomerne af sygdommen,

men jeg har ikke fortalt jer det med der er også bevis for

at vi måske er i stand til at hjælpe med at reparere
ødelagte områder i hjernen ved hjælp af elektricitet,

og dette er noget for fremtiden, for at se om vi, rigtignok,

ikke kun ændrer aktiviteten, men også

nogle af de regenerative funktioner i hjernen

kan høstes.

Jeg forudser at vi kommer til at se en stor udvidelse

af indikationer af denne teknik.

Vi kommer til at se elektroder der bliver placeret
på grund af mange lidelser i hjernen.

En af de mest spændende ting om dette er at det, rigtignok,

inddrager tværfagligt arbejde.

Det inddrager arbejdet af ingeniører,
af billeddannelsesforskere,

af almene forskere, neurologer,

psykiatere, neurokirurger, og bestemt ved berøringsfladen

af disse adskillige discipliner der er begejstring.

Og jeg tror at vi kommer til at se at

vi vil være i stand til at jage flere af disse onde ånder

ud af hjernen som tiden går,

og konsekvensen af det selvfølgelig, er,

at vi vil være i stand til at hjælpe mange flere patienter.

Mange tak.