Parkinson, depressione, e l'interruttore che potrebbe spegnerle.

La stimolazione cerebrale profonda sta diventando molto accurata. Questa tecnica permette ai chirurghi di inserire elettrodi nell'area del cervello desiderata, e regolarli -- come il volume di una radio -- per correggere varie disfunzioni cerebrali. Una presentazione coinvolgente che ci mostra queste tecniche emergenti, con una donna affetta da Parkinson che smette immediatamente di tremare e aree del cervello erose dall'Alzheimer che tornano a vivere. (Filmato a TEDxCaltech.)

La prima cosa che dovete sapere

è che non tutti i neurochirurghi vanno in giro con gli stivali da cowboy.

Volevo solo che lo sapeste.

Bene, io sono un neurochirurgo

e seguo le orme di molti altri neurochirurghi.

Quello di cui parlerò oggi

è di come regolare il funzionamento dei circuiti cerebrali,

raggiungendo qualunque punto del cervello

stimolando o bloccando alcune aree

per aiutare i nostri pazienti.

Come ho già detto, la neurochirurgia ha una lunga storia,

di 7000 anni circa.

In Mesoamerica esisteva la neurochirurgia

e c'erano dei neurochirughi che trattavano i pazienti.

Quello che stavano cercando di fare -- sapevano che il cervello

aveva a che fare con problemi neurologici e psichiatrici.

Ma non erano sicuri di quello che stavano facendo.

E questo non è che sia cambiato molto. (Risate)

Ma pensavano che,

la causa di una malattia psichiatrica o neurologica,

fosse uno spirito maligno, che possedeva

i malati.

Quindi, se si è posseduti,

e questo crea problemi psichiatrici o neurologici,

l'unico modo per risolvere il problema, naturalmente

è forare il cranio del malato per far sì che lo spirito possa uscire.

Questo era quello che si pensava all'epoca,

e queste persone facevano quesi fori.

A volte i pazienti non erano particolarmente entusiasti

del trattamento, perché possiamo vedere che

alcuni fori sono incompleti, cioè vediamo

una trapanazione parziale, poi il paziente se n'è andato

senza aver completato il foro,

e sappiamo che si poteva sopravvivere all'operazione.

Ed era una cosa comune.

In alcuni siti vediamo che l'1%

dei crani hanno questi fori, quindi i disturbi

neurologici e psichiatrici erano relativamente comuni

7000 anni fa come ora.

Con il passare del tempo

abbiamo imparato che

diverse aree del cervello fanno cose diverse.

Alcune aree sono responsabili

del controllo motorio o visivo

o della memoria, dell'appetito, etc.

Quando tutto funziona correttamente, il sistema nervoso

funziona correttamente, e tutto va bene.

Ma a volte, non va tutto bene,

s'inceppa qualcosa in questi circuiti

e alcuni neuroni ribelli non si attivano correttamente

e danno problemi, o a volte non sono abbastanza attivi

e quindi non tutto funziona come dovrebbe.

Le conseguenze pratiche

dipendono dall'area del cervello in cui sono situati i neuroni.

Ad esempio se appartengono al circuito motorio,

si vede una disfunzione nel sistema motorio,

come succede ad esempio con il Parkinson.

Se invece i problemi sono in un circuito che regola l'umore,

possono causare ad esempio depressione,

e se sono in un circuito che controlla la memoria
e le funzioni cognitive

portano ad esempio all'Alzheimer.

Quindi ora siamo riusciti a trovare esattamente

dove si verificano questi disturbi nel cervello,

e ora possiamo intervenire su questi circuiti

nel cervello per regolarne l'intensità.

Quindi è un po' come riuscire a trovare

la frequenza giusta alla radio.

Quando trovi la stazione giusta,
non importa se jazz o lirica,

o per noi movimenti o umore,

possiamo sintonizzarci lì

e poi usare un pulsante per regolare il volume,

alzarlo o abbassarlo.

Quindi adesso vedremo

come usare circuiti nel cervello per inserire elettrodi

e alzare o abbassare il "volume" nelle aree del cervello

per vedere se può aiutare i nostri pazienti.

E questo è possibile usando questo tipo di strumento,

e l'operazione si chiama
stimolazione cerebrale profonda.

Quello che facciamo è posizionare gli elettrodi
in varie parti del cervello.

Basta un foro nel cranio, di un paio di centimetri

si inserisce l'elettrodo, e questo

rimane completamente sottopelle

arriva a un pacemaker nel petto,

e con un telecomando, tipo quello della tv,

possiamo regolare l'elettricità che queste aree

del cervello ricevono.

Possiamo alzarla, abbassarla,
accenderle o spegnerle.

Al mondo ci sono circa 100 mila pazienti

che hanno ricevuto
questa stimolazione cerebrale profonda.

Vi voglio far vedere qualche esempio

dell'uso della stimolazione cerebrale per trattare

disordini motori, emotivi e cognitivi.

Qui potete vedere il dispositivo nel cervello.

L'elettrodo attraversa il cranio per arrivare al cervello

e rimane lì, può essere posizionato in qualunque area.

Dico sempre ai miei amici che nessun neurone

è al sicuro, perché i neurochirurghi possono davvero

raggiungere qualsiasi area del cervello tranquillamente.

Ora, il primo esempio è quello di un paziente

afflitto da Parkinson.

Questa signora ha il Parkinson,

è ha degli elettrodi nel cervello

e ora vorrei farvi vedere quello che succede

quando gli elettrodi sono spenti
e possiamo vedere i sintomi del Parkinson,

e poi quando attiviamo gli elettrodi.

Ok, la differenza è questa.

Qui gli elettrodi sono spenti, e la paziente ha un tremore.

(Video) Uomo: ok. Donna: Non ci riesco.
Uomo: riesci a toccarmi il dito?

(Video) Uomo: Va un po' meglio.
Donna: Questo lato va meglio.

Adesso attiviamo gli elettrodi.

Ora sono attivi, li abbiamo appena accesi.

E funziona subito, potete vedere.

E la differenza tra il tremore di prima e questo --

(Applausi)

La differenza tra il tremore o meno ha a che fare con il malfunzionamento

di 25 mila neuroni nel suo nucleo subtalamico.

Adesso sappiamo come trovare questi neuroni ribelli

e dir loro, "Ragazzi, adesso basta.

Smettetela."

E lo facciamo usando l'elettricità.

Possiamo usare l'elettricità per controllarne gli impulsi,

e cerchiamo di eliminare i problemi usando l'elettricità.

Qui ad esempio, stiamo bloccando l'attività di neuroni anomali.

Possiamo applicare questa tecnica ad altri problemi

e voglio parlarvi di un caso affascinante

di cui ci siamo occupati, un caso di distonia.

La distonia è un disturbo che interessa i bambini;

è genetica, e porta a contrazioni muscolari e movimenti di torsione

che si intensificano sempre più in questi bambini,

finchè non riescono a respirare,

sviluppano infezioni, e poi muoiono.

Nel 1997, mi hanno portato questo bambino,

perfettamente normale. Aveva una forma genetica di distonia.

Degli otto bambini che la coppia ha,

cinque sono colpiti da distonia.

Eccolo qui.

Ha nove anni, assolutamente normale fino ai sei anni,

poi inizia a contorcersi, prima il piede destro,

poi il sinistro, poi braccio destro e il sinistro

poi il torso; e quando l'ho visitato,

a un paio d'anni dall'inizio della malattia,

non riusciva più a camminare, a stare in piedi.

Era invalido, e infatti la progressione naturale

è che col peggioramento dei sintomi i bambini diventano sempre più

contorti, invalidi, e in molti non sopravvivono.

Ha quattro fratelli come lui.

L'unico modo che aveva per spostarsi era strisciare sulla pancia.

I medicinali non facevano effetto.

Non sapevamo che cosa fare.

Non sapevamo che operazione fare,

dove intervenire nel cervello,

ma basandoci sui risultati nel caso di Parkinson,

abbiamo pensato, perché non cercare

di sopprimere la stessa area nel cervello

come per il Parkinson, e vedere che succede?

Eccolo qui. Abbiamo operato

sperando che migliorasse. Ma non eravamo sicuri.

Ed eccolo qui, tornato in Israele dove vive,

tre mesi dopo l'intervento, e guardatelo.

(Applausi)

Seguendo questi risultati, ora esiste una procedura

fatta in tutto il mondo,

e abbiamo aiutato

centinaia di bambini con questa operazione.

Adesso lui va all'università

e ha una vita abbastanza normale;

è stato uno dei casi che mi ha dato più soddisfazione

in tutta la mia carriera,

riuscire a far camminare questo bambino.

(Applausi)

Abbiamo capito che forse avremmo potuto usare questa tecnologia

non solo nei circuiti che controllano i movimenti

ma anche in altri circuiti,

e il passo successivo è stato

sui circuiti che controllano l'umore.

Abbiamo deciso di combattere la depressione,

e l'abbiamo scelta perché è così diffusa

e sappiamo che ci sono molti trattamenti,

medicinali, psicoterapia,

anche terapia elettroconvulsiva,

ma tra milioni di persone

queste terapie non hanno effetto sul 10-20% dei pazienti

e questi sono i pazienti che vogliamo aiutare.

Vogliamo vedere se è possibile usare questa tecnica

per aiutare i pazienti affetti da depressione.

Per prima cosa, abbiamo messo a confronto

il cervello di una persona depressa

e una non depressa,

abbiamo usato la TEP per vedere quali aree hanno una buona circolazione sanguinea

e abbiamo notato che nei pazienti depressi

vi sono delle aree non attive

mentre in quelli sani no.

Qui sono le aree blu.

E queste aree inattive nei pazienti depressi

sono le aree che hanno a che fare con la motivazione,

le capacità decisionali, di iniziativa.

E per l'appunto, in caso di depressione acuta, come in questi pazienti,

queste capacità sono alternate. Non si è motivati, o energici.

Un'altra scoperta

è stata quest'area iperattiva, l'area 25,

qui è in rosso,

e quest'area è quella dell'infelicità.

Per rendervi tristi, ad esempio, vi chiedo di pensare all'ultima volta

che avete visto i vostri genitori da vivi,

o un amico prima che morisse,

e quest'area del cervello si illumina.

Questo è il centro dell'infelicità nel cervello.

Quindi nei pazienti depressi quest'area è iperattiva,

è letteralmente una zona rossa.

Il termometro è a 38°, mentre le altre aree

relative a capacità d'iniziativa e motivazione, sono spente.

Così ci siamo detti, perché non posizionare degli elettrodi in quest'area "triste"

e vedere se riusciamo a rallentarla,

diminuire l'attività,

che cosa succederà?

Così abbiamo inserito elettrodi ad alcuni pazienti affetti da depressione.

In collaborazione con Helen Mayberg dell'università di Emory.

Abbiamo posizionato elettrodi nell'area 25,

Qui sopra vedete l'area prima dell'operazione

l'area 25 è in rosso

e i lobi frontali sono inattivi, in blu,

e poi, dopo tre mesi di stimolazione continua,

24 ore al giorno, oppure 6 mesi di stimolazione,

c'è un ribaltamento completo.

Riusciamo a riportare l'area 25

a dei livelli più normali,

e a riattivare i lobi frontali

del cervello,

e stiamo avendo dei risultati eclatanti

in pazienti con depressione acuta.

Siamo alla fase di studio clinico, la terza,

e questa procedura potrebbe essere adottata,

se ne verificheremo l'efficacia e sicurezza

nel trattamento di pazienti con depressione acuta.

Vi ho dimostrato la possibilità dell'uso della stimolazione

cerebrale profonda sul sistema motorio

in caso di Parkinson e distonia.

Vi ho mostrato come si può usare nel trattamento

dell'umore in caso di depressione.

Esiste la possibilità di usare la stessa stimolazione per renderci più intelligenti?

(Risate)

Vi piacerebbe?

(Applausi)

Certo che possiamo farlo, no?

Così abbiamo deciso

di provare a caricare a mille

i circuiti di memoria nel cervello.

Inseriremo degli elettrodi all'interno dei circuiti

che regolano la memoria e le funzioni cognitive

per vedere se è possibile aumentarne l'attività.

Ovviamente non lo faremo su delle persone normali.

Ma lo faremo su persone con disabilità cognitive,

iniziando con pazienti affetti dal morbo di Alzheimer

con perdite di memoria.

Come sapete, questo è il sintomo principale

dell'Alzheimer precoce.

Quindi abbiamo posizionato elettrodi in questo circuito,

in un'area del cervello detta fornice,

che appunto collega questo circuito

con l'obiettivo di stimolare questo circuito della memoria

per aiutare, di conseguenza, questi pazienti

affetti dal morbo di Alzhemeir.

In caso di Alzhemeir,

c'è un deficit nell'impiego di glucosio nel cervello.

Il cervello mangia glucosio a palate.

Ne consuma il 20% del totale--

anche se pesa solo il 2% --

usa dieci volte tanto glucosio quanto dovrebbe.

Il 20% del glucosio totale viene usato dal cervello,

e passando da una funzione normale

ad un calo delle funzioni cognitive, che spesso

precede l'Alzheimer, fino ad arrivare alla malattia

alcune aree del cervello smettono di consumare glucosio.

Si spengono.

E vediamo queste aree rosse

verso l'esterno del cervello

diventano progressivamente sempre più blu

fino a spegnersi del tutto.

è come avere un corto circuito in un'area

del cervello, un corto circuito parziale.

Alcune zone del cervello hanno spento le luci,

nei pazienti con il morbo di Alzheimer

e il punto è se le luci si sono spente per sempre

o se le possiamo riaccendere.

Possiamo far sì che quelle aree ricomincino a consumare glucosio?

E questo è quello che abbiamo fatto: abbiamo attivato elettrodi

nel fornice di pazienti affetti da Alzheimer

e abbiamo osservato il consumo di glucosio nel cervello.

E come potete ben vedere, prima dell'operazione

le aree blu consumano meno glucosio, e sono

principalmente il lobo parietale e quello temporale.

Queste due aree sono inattive.

Le luci sono spente.

Dopo aver inserito gli elettrodi abbiamo aspettato un mese

o un anno, e le aree in rosso

sono quelle dove abbiamo aumentato il consumo di glucoso.

E siamo riusciti a far sì che aree del cervello che

non consumavano più glucosio tornassero a farlo.

Quindi il punto è che, nel caso di Alzheimer,

le luci sono spente, ma in casa è rimasto qualcuno,

e possiamo riaccendere le luci

in queste aree del cervello, e facendolo

prevediamo che anche le loro funzioni ritornino.

Questa procedura è in fase di sperimentazione.

Opereremo 50 pazienti

appena colpiti

per verificarne l'efficacia e la sicurezza,

e vedere se le funzioni neurologiche migliorano.

(Applausi)

Quello che voglio vi ricordiate di oggi è che

ci sono vari circuiti nel cervello

che non funzionano e causano varie malattie,

il Parkinson, o la depresisone,

la schizzofrenia, il morbo di Alzheimer.

Ma stiamo iniziando a capire cosa sono questi circuiti

e per quali aree del cervello sono responsabili,

i sintomi e i segni clinici di queste malattie.

Adesso possiamo raggiungere questi circuiti.

Possiamo inserirci elettrodi.

E possiamo controllare l'attività di questi circuiti.

Possiamo ridurne l'attività se è eccessiva,

se creano problemi che influenzano il cervello,

oppure possiamo attivarli se funzionano poco,

e così pensiamo di poter aiutare

le funzioni cerebrali nel loro complesso.

Da questo segue, ovviamente, che potremmo

riuscire a modificare i sintomi di queste malattie,

e non vi ho detto che sembra anche che

potremmo riuscire a riparare aree del cervello danneggiate, usando l'elettricità,

ed è un progetto per il futuro, per vedere se per davvero

riusciremo non solo a cambiare l'attività ma anche

ad utilizzare alcune funzioni riparative

del cervello.

Prevedo un grande aumento nell'uso

di questa tecnica.

Vedremo l'uso di elettrodi per molti disordini cerebrali.

E una delle parti migliori è che per questo progetto

serve un lavoro multidisciplinare.

Servono ingegneri, scienziati dalla grande immaginazione,

scienziati di base, neurologi,

psichiatri, neurochirurghi, e naturalmente

unendo queste discipline c'è grande potenziale.

Penso che vedremo

un miglioramento nell'eliminazione degli spiriti maligni

col passare del tempo,

e di conseguenza

riusciremo ad aiutare sempre più pazienti.

Grazie mille.