Parkinson-kór, depresszió és a gomb, amellyel talán kikapcsolhatóak

A mély agyi stimuláció egyre fejlettebb. A sebészek ennek a technológiának a segítségével az agy szinte bármely területére elektródákat tudnak helyezni, és akár egy rádiót vagy termosztátot, fel- vagy le tudják kapcsolni ezeket a területeket az agyban fellépő zavarok kiküszöbölésére. A drámai előadás során bemutatkoznak az újszerű technológiák, egy Parkinson-kóros hölgy azonnal abbahagyja a remegést, az Alzheimer-kór által kitörölt agyterületek pedig újra életre kelnek. (A felvétel a TEDxCaltech-en készült.)

Az egyik dolog, amit szeretnék
tisztázni mindenekelőtt

az az, hogy nem minden
idegsebész visel cowboycsizmát.

Csak szerettem volna, ha tudják.

Én is idegsebész vagyok,

és az idegsebészet
régre nyúló hagyományát folytatom.

Ma arról szeretnék beszélni Önöknek,

hogy hogyan lehet az agyi áramkörök
egyes részeit szabályozni

úgy, hogy bárhová elérünk az agyban

és le- vagy felkapcsoljuk az adott agyterületet

betegeink állapotának javítására.

Az idegsebészet régre nyúlik vissza.

Már 7000 éve jelen van.

Mezoamerikában is létezett idegsebészet,

és voltak idegsebészek, akik kezelték a betegeket.

Tudták, hogy az agynak köze van

a neurológiai és pszichiátriai betegségekhez.

Nem tudták pontosan, hogy mit is csinálnak.

Ebben nem sok minden változott. (Nevetés)

De úgy tartották,

hogy ha valakinek

neurológiai vagy pszichiátriai betegsége volt,

akkor bizonyára megszállta egy gonosz szellem.

Tehát ha valakit megszállt
egy gonosz szellem,

és neurológiai vagy pszichiátriai
problémákat okozott nála

a kezelés módja természetesen az volt,

hogy lyukat fúrtak a koponyába,
hogy a gonosz szellem távozhasson.

Régen tehát így gondolkodtak,

és lyukat fúrtak a koponyába.

A betegek néha azért vonakodtak attól,

hogy átessenek a műtéten,

látszik, hogy a lyukak részlegesek,

meglékelték a koponyát, aztán gyorsan távoztak

és csak egy részleges lyukat sikerült ütniük,

de tudjuk, hogy a betegek
túlélték ezeket a beavatkozásokat.

Ez egy bevett szokás volt.

Volt olyan lelőhely, ahol a koponyák

egy százalékán volt ilyen lyuk, és mint tudjuk,

a neurológiai és pszichiátriai
betegségek eléggé gyakoriak,

és ez 7000 évvel ezelőtt is így volt.

Nos, idővel rájöttünk,

hogy az agy eltérő részei

eltérő dolgokért felelősek.

Vannak olyan agyterületek,

melyek a mozgásért, a látásért,

a memóriáért, az étvágyért stb. felelősek.

És ha minden rendjén van,
akkor az idegrendszer

rendesen működik.

De van, amikor nem mennek rendjén a dolgok,

és meghibásodnak az áramkörök,

néhány kósza neuron kisül

gondot okozva ezzel,
vagy időnként alulműködnek

és nem úgy működnek, ahogy kellene.

Ennek a megnyilvánulása attól függ,

hogy hol találhatóak neuronok az agyban.

Tehát ha a motorikus áramkörben vannak,

működési zavar lép fel a mozgásrendszerben

és olyan betegségünk lesz,
mint a Parkinson-kór.

Ha a hangulatot szabályozó
áramkör hibásodik meg,

akkor depressziósak leszünk,

ha pedig a memóriáért és a kognitív működésért
felelős áramkör hibásodik meg,

akkor pl. Alzheimer-kórban fogunk szenvedni.

Tehát ki tudtuk mutatni,

hogy hol vannak ezek
a rendellenességek az agyban,

és be tudunk avatkozni
ezekben az áramkörökben

azzal, hogy fel-
vagy lekapcsoljuk őket.

Olyan ez, mint a megfelelő
állomás behangolása

a rádión.

Amint megvan a keresett rádióállomás,
legyen az jazz vagy opera,

esetünkben mozgás vagy hangulat,

oda tudunk hangolni,

és egy másik gomb segítségével
beállíthatjuk a hangerőt,

fel- vagy lekapcsolhatjuk.

Tehát azt szeretném megmutatni,

hogy az agy áramköreit használva
elektródákat ültethetünk,

és fel- vagy lekapcsolhatjuk
az egyes agyterületeket

betegeink állapotának javítása céljából.

Ezt ezzel a fajta eszközzel érjük el,

amelyet mély agyi stimulációnak hívnak.

Tehát behelyezzük
az elektródákat az agyba.

A koponyán egy érme nagyságú lyukat fúrunk,

behelyezzük az elektródát, és az aztán

teljesen a bőr alá kerül,

a mellkasban lévő pacemakerhez csatlakozik,

és egy távirányítóval,
ami hasonlít a tévé távirányítójához,

beállítjuk, hogy mennyi
áramot akarunk vezetni

ezekre az agyterületekre.

Le- vagy fel-,
ki- vagy bekapcsolhatjuk.

A világon mostanára nagyjából
százezer beteg részesült

mély agyi stimulációban,

és mutatni fogok néhány példát

a mély agyi stimuláció
alkalmazására a mozgásbeli,

hangulatbeli és kognitív
megbetegedések kezelésekor.

Valahogy így néz ki,
amikor az agyban van.

Látható az elektróda, amint áthatol
a koponyán keresztül az agyba,

ottmarad, és gyakorlatilag
bárhová tehetjük az agyon belül.

Mindig azzal viccelődök baráti körben,
hogy egy neuron sincs biztonságban

az idegsebész elől,
mert ma már gyakorlatilag

akárhová elérhetünk az agyban
egész biztonságosan.

Az első példa, amit mutatni fogok,

az egy Parkinson-kóros eset lesz,

ez a hölgy Parkinson-kórban szenved,

és az elektródák benne vannak az agyában,

megmutatom, hogy milyen az,

amikor az elektródák le vannak kapcsolva,
és Parkinsonos tüneteket mutat,

aztán majd felkapcsoljuk az elektródákat.

Tehát valahogy így néz ki.

Az elektródák most le vannak kapcsolva,
látható, hogy a hölgy remeg.

(Video) Orvos: Meg tudná érinteni az ujjamat?

(Video) Orvos: Ez jobb.
Beteg: Ez az oldal tényleg jobb.

És most felkapcsoljuk.

Felkapcsoltuk.

Ez így működik, azonnal.

A különbség pedig a remegés és a nem...

(Taps)

A különbség a remegés és a nem remegés között
a talamus alatti sejtmagban található

25 000 neuron rendellenes
működésének köszönhető.

Tehát már tudjuk, hogy hogy
találjuk meg ezeket a bajkeverőket

és hogy mondjuk meg nekik:
"Uraim, elég volt ebből.

Tessék abbahagyni ezt a fajta viselkedést."

És ezt árammal érjük el.

Áram segítségével mondjuk meg nekik,
hogy hogyan süljenek el

és a rendellenes viselkedést is
árammal próbáljuk blokkolni.

Ebben az esetben az abnormális
neuronok aktivitását csökkentjük.

Más problémákra is elkezdtük
ezt a módszert alkalmazni,

és egy egészen érdekes betegségről

szeretnék most beszélni:
egy disztóniás esetről.

A disztónia egy gyermekbetegség.

Genetikai rendellenesség,
mely kicsavarodó mozgásformákkal jár

és ezeknek a gyermekeknek
egyre kórosabb a testtartása,

míg végül nem tudnak lélegezni,
fájdalmaik lesznek,

húgyúti fertőzéseik, és végül belehalnak.

Még 1997-ben megkértek,
hogy vizsgáljam meg ezt a kisfiút,

aki teljesen normális volt,
viszont genetikai disztóniában szenvedett.

Nyolc gyermek van a családban.

Ötük disztóniás.

Tehát itt van Ő.

A fiú itt kilenc éves,
teljesen jól volt hat éves koráig,

aztán elkezdett kicsavarodni a teste,
először a jobb lába,

majd a bal, a jobb kéz, és a bal kéz,

majd a törzs, és mire megvizsgáltam,

egy-két évre a betegség
kezdetétől számítva,

már nem tudott járni és állni sem.

Mozgásképtelenné vált,
ez a természetes lefolyása a betegségnek,

hogy amint rosszabbodik az állapotuk,
egyre jobban kicsavarodnak,

egyre jobban lebénulnak,
és az ilyen gyermekek többsége nem éli túl.

Tehát öt gyermek egyike volt.

Egyedül úgy tudott menni,
hogy a hasán mászott.

Semmilyen gyógyszerre nem reagált.

Nem tudtuk, hogy mit
csináljunk ezzel a fiúval.

Nem tudtuk, hogy milyen
műtétet hajtsunk végre rajta,

hogy hol keressünk az agyban,

ám a Parkinson-kóros
eredményeink alapján

arra gondoltunk, hogy
miért ne lehetne elfojtani

ugyanannak az agyterületnek az aktivitását,

mint a Parkinson esetében,
és majd meglátjuk, mi lesz.

Tehát megoperáltuk, reménykedve abban,

hogy jobban lesz. Nem tudhattuk.

Itt van megint, ezúttal Izraelben, ahol él

a műtét után három hónappal. És tessék.

(Taps)

Ennek az eredménynek köszönhetően
ez a műtét ma már

szerte a világon egy bevett eljárás,

és több száz gyermeken

sikerült segíteni ezzel a műtéttel.

A fiú ma egyetemre jár,

és egészen normális életet él.

Ez volt az egyik legkielégítőbb eset

az egész karrierem során,

az, hogy visszaállítottuk a mozgást
és a járást egy ilyen gyermeknél.

(Taps)

Rájöttünk, hogy ezt a technológiát

nem csak a mozgásért felelős áramkörökben,

hanem más áramkörökben is alkalmazhatjuk,

és a következő dolog, amibe belevágtunk,

az a hangulatért felelős áramkör volt.

Úgy döntöttünk, hogy
a depresszióval foglalkozunk

mert ez egy igen elterjedt betegség,

és mint tudják, sokféle
kezelés létezik a depresszióra:

gyógyszeres, pszichoterápiás,

még elektrosokkos terápia is,

ám több millió ember szenved ebben,

és a depressziós betegek
10-20%-a még mindig

nem reagál a terápiára,
és ezeken a betegeken szeretnénk segíteni.

Nézzük meg, hogy sikerül-e ezt a módszert

a depressziós betegek
állapotának javítására használni.

Először is összehasonlítottuk,

hogy mi a különbség
egy depressziós ember agya

és egy egészséges ember agya között.

PET-vizsgálatot végeztünk
az agyi véráramlás megfigyelésére

és azt találtuk, hogy
a depressziós betegek esetében

az egészségesekhez viszonyítva

az agy egyes részei leálltak,

ezek a kékkel jelölt területek.

Itt elég sok kék rész látható,

ezek a területek játszanak szerepet

a motivációban, az életkedvben
és a döntéshozásban,

és ha az ember olyan súlyosan
depressziós, mint ezek a betegek,

akkor csökkent képességű.
Hiányzik belőle a motiváció és az életkedv.

A másik dolog, amit felfedeztünk,

az egy túlműködő agyterület, a 25-ös terület,

ami itt pirossal látható.

A 25-ös terület
az agy szomorúságközpontja.

Ha most elszomorítom Önöket,
például emlékeztetem Önöket arra,

hogy milyen volt haláluk előtt látni a szüleiket,

vagy barátaikat,

akkor ez az agyterület fog aktiválódni.

Ez az agy szomorúságközpontja.

A depressziós betegek
ezen a területen hiperaktívak.

A szomorúságért felelős
agyterület vörösen izzik.

Akár egy 100°C-os kazán,

az agy többi része, mely az életkedvért és
motivációért felelős pedig leállt.

Azon tűnődtünk, hogy mi lenne, ha behelyeznénk
néhány elektródát a szomorúságközpontba,

és megnéznénk, hogy le tudjuk-e
kapcsolni ezt a kazánt,

hogy meg tudjuk-e
szüntetni a túlzott aktivitást,

és ennek vajon mik
lesznek a következményei?

Tehát beültettük az elektródákat
a depressziós betegek agyába

kollégámmal, Helen Mayberggel
az Emory egyetemről.

Tehát a 25-ös agyterületre
helyeztük az elektródákat.

A felső felvételen látható
a beavatkozás előtti 25-ös terület,

a szomorúságért felelős terület izzó vörös,

a kék színnel látható
homloklebeny leállt,

majd három hónapnyi folyamatos,
egész napos stimulációt,

vagy hat hónap folyamatos
stimulációt követően

ennek a szöges ellentétét tapasztaltuk.

Képesek vagyunk enyhíteni
a 25-ös terület túlműködését,

egy normálisabb szintre tudjuk hozni,

és vissza tudjuk kapcsolni

az agy homloklebenyeit,

és valóban nagyon
meglepő eredményeket kaptunk

ezeknél a súlyos depressziós betegeknél.

Jelenleg a klinikai vizsgálatok
III. szakaszában járunk,

és ez egy új eljárássá válhat,

amennyiben biztonságosnak
és hatékonynak találjuk

a súlyos depressziós betegek kezelésére.

Bemutattam Önöknek, hogy hogyan
használhatunk mély agyi stimulációt

a motorikus rendszer kezelésére

a Parkinson-kóros és disztóniás betegeknél.

Azt is megmutattam, hogy hogyan
használhatjuk ezt az eljárást

a hangulat-áramkörök kezelésére
depressziósoknál.

De használható-e mély agyi stimuláció arra,
hogy okosabbá tegye az embert?

(Nevetés)

Valakit esetleg érdekel?

(Taps)

Hogyne lenne az, igaz?

Tehát eldöntöttük, hogy megpróbáljuk

túltölteni az agynak

a memóriáért felelős áramköreit.

Azokba az áramkörökbe
helyezzük az elektródákat,

amelyek a memóriát és a kognitív
képességeket szabályozzák,

és megnézzük, hogy fel tudjuk-e
erősíteni az aktivitásukat.

De nem egészséges embereken
végezzük ezt el.

Hanem a kognitív
hiányosságokkal küzdőkön,

ezért az Alzheimer-kóros
betegeket választottuk,

akik kognitív és memória
problémákkal küzdenek.

Amint tudják, ezek a fő tünetei

az Alzheimer-kór korai stádiumának.

Tehát elektródákat
helyeztünk ebbe az áramkörbe,

az agyboltozat nevű területre,

amely a memória áramkörhöz
vezető főútvonal,

meg akartuk nézni, hogy fel tudjuk-e
kapcsolni ezt a memória áramkört,

és hogy az segíthet-e

az Alzheimer-kóros betegeken.

Kiderült, hogy az Alzheimer-kór esetében

nagy probléma van
az agy glükózfelhasználásával.

Az agy elég mohó tud lenni
a glükózfelhasználásban.

Az összes glükóz 20%-át használja –

bár csak a testtömeg két százalékát teszi ki –

tehát tízszer annyi glükózt használ fel,
mint amennyit a súlya alapján kellene.

A testünk összes glükózának
húsz százalékát használja fel az agy,

és amint az egészséges agytól

az enyhe kognitív károsodás felé haladunk,

amely az Alzheimer-kór előjele,
egészen az Alzheimer-kórig,

úgy ezek az agyterületek
befejezik a glükózfelhasználást.

Egyszerűen lekapcsolnak.

És valóban, azt vettük észre,
hogy a vörös területek

az agy külső része körül

egyre jobban bekékülnek

amíg teljesen le nem állnak.

Ez olyan, mint egy áramkimaradás

az agy egyik területén,
egy helyi áramkimaradás.

Tehát az egyes agyterületek lekapcsolnak

az Alzheimer-kóros betegeknél.

A kérdés csak az,
hogy vajon örökre kapcsolnak-e le,

vagy vissza tudjuk őket kapcsolni?

Rábírhatjuk azokat az agyterületeket
a glükózfelhasználásra?

Tehát a következőt csináltuk:
Alzheimeres betegeknél beültettük

az elektródákat az agyboltozatba,
és felkapcsoltuk őket,

és megnéztük, hogy hogyan
alakul az agy glükózfelhasználása.

Felül a műtét előtti állapotot látjuk,

a kék színű területek azok, amelyek
az átlagosnál kevesebb glükózt használnak fel,

elsősorban a parietális
és a temporális lebeny.

Ezek az agyterületek le vannak kapcsolva.

Nem aktív egyik terület sem.

Azután betettük a DBS elektródákat,
és vártunk egy hónapot, vagy évet,

és a pirossal jelzett területeken

növeltük a glükózfelhasználást.

Sikerült rábírni ezeket az agyterületeket,

melyek nem használtak glükózt,
arra, hogy használjanak.

A lényeg tehát az,
hogy az Alzheimer-kór esetében

sötét van az agyban,
de azért otthon vannak,

és vissza tudjuk kapcsolni a villanyt

ezeken az agyterületeken,

reménykedve abban,
hogy újra működni fognak.

Ezt jelenleg is klinikailag teszteljük.

Ötven olyan beteget fogunk megoperálni,

akik korai Alzheimer-kórban szenvednek,

hogy megnézzük, az eljárás
biztonságos és hatékony-e,

hogy javítani tudunk-e
a neurológiai működésükön.

(Taps)

Azzal az üzenettel szeretnék búcsúzni Önöktől,

hogy az agy egyes áramkörei,

melyek a különböző betegségek
során meghibásodnak,

legyen szó akár a Parkinson-kórról,
a depresszióról,

a skizofréniáról vagy az Alzheimerről.

Elkezdtük megérteni,
hogy mik is ezek az áramkörök,

és mely agyterületek felelősek

ezen betegségek klinikai tüneteiért.

Most már el tudjuk érni ezeket az áramköröket.

Elektródákat tudunk beültetni az egyes áramkörökbe.

Szabályozni tudjuk az aktivitásukat.

Le tudjuk kapcsolni őket, ha túlműködnek,

ha olyan problémát okoznak,
mely az egész agyra kihat,

ha alulműködnek, akkor pedig
fel tudjuk őket kapcsolni,

remélve, hogy javíthatunk

az agy működésén.

Ennek természetesen az a következménye,

hogy talán módosíthatjuk a betegség tüneteit,

még nem mondtam el Önöknek,
de van néhány arra vonatkozó bizonyíték,

hogy akár az agy sérült részeit is
rendbe tudjuk hozni áram segítségével,

de ez a jövő zenéje, hogy kipróbáljuk,

hogy nem csak az aktivitáson tudunk változtatni,

hanem az agy javító funkcióit is

ki tudjuk-e használni.

Úgy gondolom, hogy a jövőben nagyon kiterjed majd

ennek a módszernek a javallati köre.

Elektródákat fognak beültetni
az agy különböző zavarai ellen.

Ezzel kapcsolatban az az
egyik legizgalmasabb dolog,

hogy tudományközi együttműködést feltételez.

Szükség van mérnökökre,
képalkotó eljárásban járatos tudósokra,

más tudósokra, neurológusokra,

pszichiáterekre, idegsebészekre,

és igazán izgalmas ezeknek a különböző
tudományterületeknek az összefogása.

Úgy vélem, hogy az idő múlásával

egyre több gonosz szellemet

tudunk majd elűzni az agyból,

és ennek az eredménye természetesen az lesz,

hogy sokkal több betegen tudunk segíteni.

Nagyon szépen köszönöm!