Андре Лозано: Болезнь Паркинсона, депрессия и переключатель, который мог бы их отключить

Глубокая стимуляция мозга становится очень точной. Эта техника позволяет хирургам вживлять электроды в практически любой отдел мозга, повышая или понижая его активность, — как ручка настройки радио или термостат — чтобы восстановить его функции. Глубокий обзор новых технологий, в котором женщина с болезнью Паркинсона внезапно прекращает трястись, а отделы мозга, разрушенные болезнью Альцгеймера, восстанавливаются. (Записано на TEDxCaltech)

Сначала я хотел бы кое-что прояснить:

не все нейрохирурги носят ковбойские сапоги.

Просто хочу, чтобы вы это знали.

Я действительно нейрохирург,

я следую долгой традиции нейрохирургии.

Сегодня я расскажу вам

о регулировании активности
разных зон мозга —

о том, как добраться до любой зоны мозга

и повысить или понизить её активность,

чтобы помочь пациентам.

Как я уже сказал,
у нейрохирургии длинная история.

Она существует
на протяжении 7 тысяч лет.

Нейрохирургия существовала
в Древней Мезоамерике:

древние нейрохирурги тоже лечили пациентов.

Они пытались —
они знали, что мозг причастен

к неврологическим
и психиатрическим заболеваниям.

Они не совсем понимали, что они делают.

Кстати, в этом плане
мало что изменилось. (Смех)

Но они считали, что

если у вас неврологическое
или психиатрическое заболевание,

это значит, что вы одержимы

злым духом.

Так что, если именно одержимость злым духом

вызывает неврологические
или психиатрические проблемы,

то, разумеется, чтобы вас вылечить,

нужно просверлить дыру в вашем черепе,
чтобы высвободить злой дух.

Так думали в те времена,

так что люди сверлили дыры в черепе.

Иногда пациенты неохотно

шли на эту процедуру,
предполагающую, что сначала им

просверлят
несквозное отверстие, а за этим

последует трепанация, после чего
операция быстро завершится.

Отверстия в черепе были несквозными,

и мы знаем, что люди выживали
после подобной процедуры.

Она была достаточно распространена.

В некоторых местах раскопок один процент

обнаруженных черепов имели отверстия,
что говорит о распространённости

неврологических и психиатрических
заболеваний в этом месте,

даже около 7 тысяч лет назад.

Сейчас, по прошествии времени,

мы поняли, что

разные части мозга имеют разные функции.

Есть отделы мозга, отвечающие

за координацию движений, за зрение,

память, аппетит и так далее.

Когда всё в порядке, нервная система

хорошо работает, и всё функционирует.

Но время от времени происходят сбои,

и в разных зонах мозга
возникают проблемы.

Иногда нейроны повреждаются

и не активизируются в нужное время,
или же снижается их активность

и они также перестают
работать как следует.

Проявления сбоев

зависят от того, в какой части мозга
находятся эти нейроны.

Когда они находятся в моторной зоне
коры головного мозга,

нарушается функционирование
опорно-двигательной системы,

что приводит к таким заболеваниям,
как болезнь Паркинсона.

Когда нарушается работа зоны,
ответственной за настроение,

может появиться депрессия.

Когда повреждается зона, ответственная
за память и другие когнитивные функции,

появляются такие заболевания,
как Болезнь Альцгеймера.

Мы научились
с большой точностью определять,

где именно находятся эти нарушения,

и воздействовать на повреждённые зоны мозга,

повышая либо понижая их активность.

Это очень похоже
на выбор нужной радиостанции

на шкале радиоприёмника.

После выбора нужной станции,
будь то джаз или опера,

а в нашем случае —
движение или настроение,

мы устанавливаем бегунок
в нужное положение,

а затем используем вторую ручку настройки,
чтобы отрегулировать уровень громкости —

прибавить или убавить звук.

Я расскажу вам об использовании

зонирования мозга
для вживления электродов

и регулирования активности
отдельных отделов мозга,

чтобы понять, можно ли помочь пациенту.

Мы выполняем процедуру
с помощью подобного устройства.

Эта процедура называется
глубокой стимуляцией мозга.

Мы вживляем электроды по всему мозгу.

Как и наши предки, мы сверлим
дыры в черепе размером с монету,

вживляем электрод, чтобы он

полностью закрывался слоем кожи —

по всей длине, вплоть
до нейростимулятора в области груди;

и затем, с помощью пульта,
похожего на пульт от телевизора,

мы регулируем дозу электричества,
которую направляем

в определённые отделы мозга.

Мы можем повысить или понизить их активность,
включить их или выключить.

Около ста тысяч пациентов по всему миру

подверглись глубокой стимуляции мозга.

Я покажу вам несколько примеров того,

как использовать глубокую стимуляцию
мозга в лечении моторных,

когнитивных расстройств
и нарушения настроения.

Когда электроды находятся в мозге,
это выглядит примерно так.

Видите, электрод через череп
вживляется в мозг

и там и остаётся. Мы можем
вживить его в любую часть мозга.

Обычно я говорю друзьям, что нейронам

не скрыться от нейрохирурга,
так как мы можем дотянуться

до абсолютно любой области мозга.

Первый пример, который
я продемонстрирую, — это пациент

с болезнью Паркинсона.

У этой женщины болезнь Паркинсона.

В её мозг вживлены электроды,

и я покажу вам, что с ней происходит,

когда электричество не подаётся, и можно
наблюдать симптомы болезни Паркинсона,

а затем мы подадим электричество.

Выглядит это примерно так.

Сейчас электроды выключены,
и видно, что у неё тремор.

(Видео) Мужчина: Хорошо. Женщина: Я не могу.
М: Можете дотронуться до моего пальца?

(Видео) М: Немного лучше.
Ж: Эта сторона лучше.

Сейчас мы включим электроды.

Они включены. (Видео)
М: Только что включили.

Эффект заметен незамедлительно.

Разница между подобным тремором
и его отсутствием —

(Аплодисменты)

Разница между тремором и его отсутствием
обусловлена сбоем в работе

25 тысяч нейронов
в субталамическом ядре.

Теперь мы знаем, как отыскать
этих нарушителей порядка

и сказать им: «Господа, достаточно.

Мы хотим, чтобы вы прекратили».

И мы делаем это с помощью электричества.

Мы используем электричество,
чтобы управлять активизацией нейронов,

и пытаемся блокировать их нарушения
также с помощью электричества.

В этом случае мы подавляем
активность аномальных нейронов.

Мы стали использовать эту технологию
для решения других проблем.

Я расскажу
об одной удивительной проблеме,

с которой мы столкнулись —
о случае дистонии.

Дистония — это расстройство,
которым страдают дети.

Это генетическое расстройство,
и оно характеризуется скручиванием тела.

У детей наблюдается постепенное
увеличение числа перегибов,

и они не могут дышать,
у них появляются язвы,

инфекции мочевых путей,
а затем они умирают.

В 1997 году меня попросили осмотреть
этого маленького мальчика,

абсолютно нормального. У него
одна из наследственных форм дистонии.

В их семье восемь детей.

У пяти из них наблюдается дистония.

Вот этот мальчик.

Ему девять лет, до шести лет
он был абсолютно нормальным,

а затем его тело начало скручивать —
сначала правую ногу, затем левую,

затем правую руку, затем левую,

затем туловище.
К тому времени, как я его увидел,

всего лишь через год
или два с начала заболевания,

он больше не мог ни ходить, ни стоять.

Он был инвалидом. В самом деле,
типичное течение болезни

предполагает постепенное
увеличение числа перегибов

и развитие инвалидности.
Многие из таких детей не выживают.

Он один из пяти детей в семье.

Единственный способ передвижения для него —
ползком на животе.

Ему не помогали никакие лекарства.

Мы не знали, что делать с этим мальчиком.

Мы не знали, какую провести операцию,

в какую зону мозга вторгаться.

Но, полагаясь на результаты, полученные
в случае с болезнью Паркинсона,

мы подумали: «А почему бы нам
не подавить активность

того же отдела мозга, над которым мы работали

в случае с болезнью Паркинсона,
и не посмотреть, что произойдёт».

Вот он перед операцией. Мы провели операцию,

надеясь, что ему станет лучше.
Мы этого точно не знали.

Вот он сейчас, у себя дома в Израиле,

спустя три месяца после процедуры.

(Аплодисменты)

Основываясь на этих результатах,
врачи всего мира

стали проводить подобную процедуру.

Тысячам детей удалось

помочь подобного рода операциями.

Этот мальчик сейчас учится в университете

и живёт обычной жизнью.

Этот случай — один из самых вдохновляющих

за всю мою карьеру:

восстановление способности
этого ребёнка двигаться и ходить.

(Аплодисменты)

Мы поняли, что, возможно,
эту технологию можно использовать

не только для зон мозга,
отвечающих за движение,

но и для тех,
которые ответственны за другие вещи.

Следующее, на что мы взглянули —

зоны мозга, ответственные за настроение.

Мы решили взяться за депрессию.

Мы выбрали её по той причине, что это
довольно распространённое заболевание,

и, как вы знаете, существует
много методов её лечения —

с помощью медикаментов, психотерапии,

и даже электроконвульсивной терапии.

Но людей, страдающих депрессией, — миллионы,

и 10-20 процентов из них

не реагируют на эти методы.
Именно этим людям мы хотели помочь.

Посмотрим, можно ли
использовать эту технологию

для помощи пациентам,
страдающим депрессией.

Первое, что мы сделали — это сравнили

мозг человека с депрессией

и мозг здорового человека.

С помощью позитронно-эмиссионной томографии
мы сравнили мозговой кровоток,

и заметили, что у пациентов с депрессией,

по сравнению со здоровыми,

определённые зоны мозга были отключены.

Они выделены синим.

В них сосредоточена депрессия.

Зоны, отмеченные синим — это зоны,

ответственные за мотивацию,
энергичность и принятие решений,

и действительно, если у вас
тяжёлая депрессия, как у этих пациентов,

эти зоны мозга повреждены.
Вам не хватает мотивации и энергичности.

Кроме того, мы обнаружили

сверхактивную зону — зону 25 —

она выделена красным.

Зона 25 — это мозговой центр печали.

Если я вас расстрою —
например, заставив вспомнить

последний раз, когда вы видели
своих родителей перед их смертью,

или друга перед его смертью,

эта зона мозга оживится.

Это центр печали нашего мозга.

Так что у пациентов с депрессией
эта зона гиперактивна.

Зона мозга, отвечающая за печаль,
раскалена до предела:

термостат показывает 40°С,

а другие зоны мозга, отвечающие
за энергичность и мотивацию — отключены.

Нам стало интересно, а можно ли
разместить электроды в этой зоне печали

и попытаться понизить температуру,

понизить активность этой зоны;

и каковы будут последствия?

Мы решились вживить электроды
в мозг пациентов с депрессией.

Эту работу мы проделали с моей коллегой
Элен Майберг с Университета Эмори.

Мы вживили электроды в зону 25.

На верхнем скане видно, что перед операцией

зона 25, зона печали, раскалена докрасна,

а лобные доли окрашены в синий, отключены.

Затем, после трёх месяцев
непрерывной стимуляции,

24 часа в сутки, или шести месяцев
непрерывной стимуляции,

картинка изменилась на противоположную.

Нам удалось снизить активность зоны 25

до более приемлемого уровня,

и возобновить активность

лобных долей мозга.

И действительно, результаты этих пациентов

с тяжёлыми формами депрессии поразительны.

Сейчас идёт третья фаза [из четырёх]
клинических испытаний.

Так что это может стать
новым методом лечения,

если мы обнаружим его
безопасность и эффективность

в лечении людей
с тяжёлыми формами депрессии.

Я показал, как можно использовать
глубокую стимуляцию мозга

для лечения опорно-двигательных нарушений

на примере болезни Паркинсона и дистонии.

Я показал, как можно использовать её
для лечения нарушений настроения

на примере депрессии.

Можно ли использовать глубокую стимуляцию мозга,
чтобы сделать вас умнее?

(Смех)

Кто-нибудь заинтересовался?

(Аплодисменты)

Конечно же можно, так ведь?

Мы решили

попытаться подзарядить

зоны мозга, ответственные за память.

Мы разместим электроды в зонах мозга,

ответственных за память
и другие когнитивные функции,

и посмотрим, получится ли усилить их активность.

Но мы проделаем это
не со здоровыми людьми,

а с людьми, страдающими
когнитивными расстройствами.

Мы выбрали пациентов с болезнью Альцгеймера —

с нарушением памяти и когнитивных функций.

Как вы знаете, это главный симптом

болезни Альцгеймера на ранней стадии.

Мы вживили электроды внутрь этой зоны мозга,

в отдел мозга, называющийся свод,

который представляет собой
основной путь сквозь зону памяти,

с целью взглянуть, сможем ли мы
активизировать эту зону,

и, в свою очередь,
поможет ли это пациентам

с болезнью Альцгеймера.

Оказывается, при болезни Альцгеймера

в мозге наблюдается
сильный дефицит глюкозы.

Мозг — главный пожиратель ресурсов
в том, что касается потребления глюкозы.

Он использует 20% всей вашей —

даже несмотря на то, что его масса
составляет всего 2% [массы тела] —

он потребляет в 10 раз больше глюкозы,
чем должен бы потреблять орган его размеров.

20% всей глюкозы
в вашем теле потребляет мозг,

и когда из здорового человека

вы превращаетесь в человека
с лёгкими когнитивными расстройствами —

предвестниками Альцгеймера, а затем
в человека с болезнью Альцгеймера,

определённые доли мозга
перестают использовать глюкозу.

Они останавливаются. Отключаются.

И действительно, мы наблюдаем,
как эти красные области

на внешнем контуре мозга

постепенно синеют,

до тех пор, пока полностью не отключатся.

Это похоже на перебой в подаче энергии

отдельной области мозга,
местный перебой в питании.

В отдельных частях мозга пациентов
с болезнью Альцгеймера

не горит свет.

Вопрос в том, выключен ли свет навсегда,

или мы можем снова его включить?

Можем ли мы заставить эти области мозга
вновь использовать глюкозу?

Вот что мы сделали. Мы вживили
электроды в свод мозга

пациентов с болезнью Альцгеймера,
включили их,

и стали наблюдать, что происходит
с использованием глюкозы мозгом.

Сверху вы видите, как перед операцией

преимущественно теменная
и височная доли окрашены в синий —

а значит, используют меньше глюкозы.

Эти доли мозга отключены.

В этих долях мозга погас свет.

Затем мы вживляем стимулирующие мозг
электроды и ждём месяц,

или год. Области, окрашенные красным

представляют зоны, где нам удалось
повысить использование глюкозы.

Мы действительно можем
заставить зоны мозга,

не использовавшие глюкозу,
возобновить её потребление.

Основная идея в том,
что при болезни Альцгеймера

хотя свет и не горит, дома кто-то есть,

и мы можем возобновить подачу энергии

в эти зоны мозга. Делая это,

мы ожидаем, что их функции восстановятся.

Мы находимся
на стадии клинических испытаний.

Мы собираемся прооперировать 50 пациентов

с болезнью Альцгеймера на ранней стадии,

чтобы проверить безопасность
и эффективность метода,

а также посмотреть, сможем ли мы
улучшить неврологические функции.

(Аплодисменты)

Я хотел бы донести до вас мысль, что

есть несколько зон мозга, которые

работают неисправно при наличии
некоторых заболеваний,

будь то болезнь Паркинсона,

депрессия, шизофрения или болезнь Альцгеймера.

Сейчас мы учимся понимать, какие зоны,

области мозга ответственны

за клинические признаки
и симптомы этих заболеваний.

Теперь мы можем добраться до этих зон.

Можем вживить электроды в эти зоны мозга.

Можем регулировать активность этих зон.

Мы можем приглушить их,
если они сверхактивны,

если они причиняют неудобства,
которые ощущаются по всему мозгу;

или повысить их активность,
если они слабо функционируют.

Делая это, мы считаем, что можем помочь

улучшить само функционирование мозга.

Из этого следует, что, возможно, мы сможем

смягчать симптомы заболеваний.

Я не сказал вам, но есть
некоторые основания полагать,

что, возможно, используя электричество,
мы можем помочь исправить поражённые зоны мозга.

Это то, чем мы хотим заняться в будущем —
посмотреть, действительно ли

мы можем не только регулировать активность,

но и использовать
восстановительные способности мозга

в своих интересах.

Я предсказываю, что в будущем показания
к применению этого метода

будут расширяться.

Мы увидим использование электродов
в лечении многих мозговых расстройств.

Один из наиболее изумительных моментов —

это междисциплинарный характер работы.

Процесс требует работы инженеров,
специалистов по обработке изображений,

учёных-фундаменталистов, неврологов,

психиатров, нейрохирургов;
именно пересечение

этих множественных дисциплин
и вызывает изумление.

Я думаю, что с течением времени

мы сможем изгонять всё больше и больше

злых духов из мозга,

и, разумеется, как результат,

мы сможем помочь
большему числу пациентов.

Спасибо вам большое.