Cum să controlăm creierul uman: Michael Okun și Kelly Foote la TEDxUF TEDxUF

Creierul uman e un supercomputer a cărui rețea controlează diferitele funcții ce ne fac ceea ce suntem și ne permit să facem ceea ce facem. Când circuitele cerebrale nu funcționează corect, pot apărea simptome motorii și comportamentale debilitante. Modularea electrică directă a acestor circuite cerebrale disfuncționale are un potențial uriaș de a alina suferința umană în mod surprinzător și uneori dramatic.

Michael Okun: Creierul vostru controlează totul.

Kelly Foote: Iar noi putem controla creierul vostru.

(Râsete)

MO: Poate vă întrebați
de ce un neurolog și un neurochirurg

prezintă împreună.

Cei mai mulți cunoscători ai rolurilor tradiționale

ale neurologilor și neurochirurgilor știu

că șansele de-a sta de vorbă nu sunt prea mari.

Dar se pare că tema noastră de azi

are nevoie de „noi”, de o echipă.

De fapt, sunt o mulțime de oameni

care trebuie să stea în spatele nostru

pentru a face ca aceste lucruri
să se întâmple.

KF: Vom începe prin a spune câte ceva despre creier.

Creierul vostru e un supercomputer viu.

După cum ați auzit mai devreme, în creier există
o sută de miliarde de neuroni.

Și fiecare neuron are capacitatea de a se activa,

de a trimite un semnal

– numit potențial de acțiune – celorlalți neuroni
cu care este în legătură.

Neuronii au două stări, pot fi activi sau inactivi.

Creierul are un limbaj binar,
ca și calculatorul.

Neuronii sunt interconectați

prin cabluri vii numite axoni și dendrite,

iar numărul acestor conexiuni numite sinapse

se estimează la 100 de trilioane în creierul uman.

Deci putem avea viteză.

Neuronii tind să se aglomereze în creier
în unități funcționale numite nuclei,

iar apoi acești nuclei se interconectează

în circuite funcționale

care controlează tot ce faceți și ce sunteți.

MO: Ce se întâmplă când aceste circuite
devin disfuncționale?

Lucruri rele.

Atunci vin pacienții la consult,

boala lui Parkinson, sindromul Tourette, tremor.

Mulți oameni deosebit de deștepți

au încercat să înțeleagă cauzele acestor boli.

Poate a rămas pe dinafară o bucată de ADN,

poate o substanță chimică e cauza,

poate în creier se acumulează o anumită proteină.

Oricare ar fi cauza, disfuncția în astfel de boli
nu se poate vedea.

Putem opta pentru un RMN,
dar nu putem vedea problema

pentru că nu-i structurală.

Deci trebuie să găsim circuitul defect

și să-l „punem la priză”,

printr-o metodă numită Stimulare Cerebrală Profundă
(DBS).

KF: Deci, de ce să punem un electrod în creierul cuiva

încercând să-l controlăm?

Suntem cercetători nebuni?

Poate, dar vom reveni asupra întrebării.

În primul rând, să vă arăt despre ce-i vorba.

Iată un domn din salonul nostru de operație,

care are tremor esențial.

Un grup de neuroni din creierul său

determină mișcarea mâinii, acționând sincron

patologic și acesta e rezultatul.

Dacă identificăm acești neuroni,

stimulăm electric în acel loc

și întrerupem circuitul patologic...

iată ce se-ntâmplă.

MO: Să vă dau un alt exemplu.

Femeia prezentată
în continuare, are scleroză multiplă.

Încearcă să-și țină brațul nemișcat.

Zice că n-are nicio șansă.

E destul de jenant pentru ea.

Neuronii ce determină asta

sunt atât de disfuncționali,

încât a trebuit să-i implantăm doi electrozi DBS în creier.

Implantăm doi pentru a obține asta.

Ce grozav!

(Aplauze)

KF: Ce meserie distractivă!

(Râsete)

De credeți că-i extraordinar,

să vă spun despre o altă pacientă de-a noastră,

care o să vă lase mască.

Despre aceasta tânără femeie din Devenport, Iowa,

care are boala de care a murit Howard Huges,

numită tulburare obsesiv-compulsivă sau OCD.

E obsedată de ideea de-a fi contaminată,

totul e murdar pentru ea

și e paralizată de această frică.

Nu pune mâna pe nimic.

De fapt, când a venit prima oară

în cabinetul nostru psihiatric la primul consult,
a refuzat să se așeze.

Să vă povestesc despre viața ei.

Avea de mult această tulburare obsesiv-compulsivă.

Dar când a rămas gravidă,
simptomele s-au înrăutățit considerabil.

Și, desigur, toată lumea zicea:

„Sunt hormonii, după ce vei naște,
cu siguranță totul va fi OK.”

Ei bine, n-a fost. S-a înrăutățit.

Apoi, la doi ani, Protecția Copilului

i-a pus în vedere că-i ia fetița de 2 ani

pentru că o spală tot timpul.

Copila era roșie, cu pielea iritată.

Ei bine, iată realitatea crudă despre
tulburarea obsesiv-compulsivă:

suferinzii sunt conștienți.

Știe că-și rănește copilul,

știe că are o obsesie irațională,

știe că-i îndepărtează pe cei ce o iubesc,

dar nu-și poate înfrâna pornirile.

Vă puteți imagina, soțul ei e sătul de asta.

Să vă spun despre trăirile lui.

Merge la servici, vine acasă, intră cu mașina în garaj,

închide poarta după el ca să se poată
dezbrăca la pielea goală

și să-și spele „hainele contaminate”

într-o mașină de spălat specială
pe care ea a montat-o în afara casei.

Pe urmă intră în casă și face
un „duș de decontaminare”

spălându-se cu un săpun special
decretat de ea acceptabil,

pentru a i se permite să intre în propria casă
curat și fără haine.

Ea nu poate ieși din casă,

el face toate cumpărăturile.

Vine de la cumpărături

și, desigur, toate ambalajele sunt „contaminate”.

Așa că există un ritual de deschidere a fiecărei
conserve de supă, fiecărei cutii de cereale

și transferare a conținutului

în cutii curate în care se pot aduce în casă, zice ea.

Vă puteți imagina, e o căsnicie tensionată.

Deci... e disperată și a încercat totul.

E o doamnă inteligentă.

A încercat toate medicamentele, a fost internată
cu programe de terapie comportamentală.

Nimic n-a funcționat.

A auzit despre programul nostru și ne-a contactat.

I-am implantat doi stimulatori în creier,

în zona cerebrală pe care o suspectam

că avea șansa să ajute la liniștirea
acestor gânduri obsesive care o devastau.

Și, ca să scurtăm povestea,

iat-o în prezent.

A funcționat și a fost extraordinar pentru noi.

(Aplauze)

Trebuie să recunosc că odată m-a sunat panicată.

A zis: „Dr. Foote, ceva e foarte aiurea,
nu mai merge DBS-ul

pentru că seara trecută am fost la cinema,
mergeam pe podeaua

care era foarte lipicioasă și am fost total dezgustată.”

(Râsete)

Am calmat-o zicându-i: „Oh, stați un pic.

Unu, ați fost seara trecută la cinema.

Și doi, și pe mine m-ar dezgusta asta!

(Râsete)

Cred că vei fi OK.”

Pentru mine, cel mai intrigant lucru în acest caz

e că depășim stadiul folosirii
stimulării cerebrale profunde,

în tratarea tulburărilor motorii
ca boala lui Parkinson și tremorul,

pe care acum știm că le putem trata,

și pășim spre posibilitatea de a trata disfuncțiile

altor circuite cerebrale cum ar fi cel limbic

ce determină probleme ca depresia și OCD.

MO: Kelly, să duc ideea

mai departe.

Îți spun ceva care te va lăsa mască.

Există în creier un o zonă numită „nucleus accumbens”

și mulți cercetători cred că acolo e locul

unde se naște plăcerea.

E centrul răsplatei, al motivației.

Dacă punem un narcoman

într-un tomograf la modă, RMNf,

și-i dăm drogul preferat,

acest nucleus accumbens se activează.

Dacă punem o studentă la RMNf

și-i dăm ciocolată sau îi spunem:

„Imaginează-ți o fantezie sexuală”,

nucleus accumbens se activează.

La pacienții cu OCD

stimulăm foarte aproape de acea zonă.

Voi arăta mai departe un pacient cu OCD

la care vom gâdila acea zonă în sala de operație
și observați ce se întâmplă.

(Video) Bărbat: ...următoarea condiție...

(Fata râde)

Oh, Doamme!

Bărbat: Descrieți ce simțiți acum.

Fata: Mă simt fericită.

(Râsete)

MO: Mă - simt - fericită.

Am făcut-o.

Am intrat într-o zonă

în care unii se simt incomod.

E oare o tehnologie prin care
vă putem altera gândurile?

Sentimentele? Le putem controlăm?

KF: Ar fi OK să influențăm felul în care simțiți?

(Râsete)

Poate chiar suntem nebuni.

(Râsete)

Evident, e ceva foarte puternic

și suntem entuziasmați.

Dar la fel de evident, sper,

e că trebuie să avem un principiu etic călăuzitor

care să ne ghideze în această călătorie în creierul electric.

Și vom propune unul imediat,

dar înainte, Mike vă va mai povesti despre un pacient.

MO: Faceți cunoștință cu Chris.

Chris e un tânăr care a fost normal

cu doi ani înaintea acestei filmări.

Acum, mușchii nu-l mai ascultă.

Are o boală numită distonie și mușchii se luptă între ei

lăsându-l adesea să sufere
în aceste poziții anormale și grotești.

Dacă îl luăm pe Chris

și încercăm să găsim regiunea cerebrală,
circuitul despre care am vorbit,

ce determină disfuncțiile sale motorii,

în zona motrică ce face ca mușchii săi să se comporte așa...

dacă îl luăm pe Chris și-i introducem electrozi DBS

pe care îi activăm...

nu se întâmplă nimic.

Dar, dacă așteptăm, așteptăm

și lăsăm ca stimularea electrică să se instaleze,

vom vedea că foarte încet, în timp,

zile, săptămâni, luni... KF: Mult, mult timp.
MO: În mult timp (Râsete).

KF: Poate va trebui să așteptăm mult și bine.
MO: Secole!

Vom vedea însă că, încet, stimularea electrică

va lucra pe acel circuit.

Mâinile i se destind.

poate să-și atingă degetele.

Brusc, poate să-și miște brațele adecvat.

Gâtul începe să se destindă,

spatele începe să i se destindă,
chiar își privește mâna zicând:

„Nu-s sigur că mâna mea face asta.”

Foarte încet, creierul se reprogramează,

își reorganizează acest circuit,
ca răspuns la electricitatea venită

de la electrodul implantabil
care remodelează creierul lui Chris.

Într-o bună zi, Chris se va trezi.

Îi va spune mamei: „Mamă, cred că pot umbla iar.”

Și va putea...

KF: Și a făcut-o! (Aplauze)

MO: Deci, ce am învățat de aici?

KF: Am învățat: creierul e un supercomputer

și-l putem păcăli cu Stimulare Cerebrală Profundă (DBS).

MO: Cred că putem rezuma totul în trei puncte:

identificare, intervenție și personalizare.

Identificarea circuitului anormal din creier,

intervenția cu DBS

și personalizarea abordării

în funcție de simptomele pacientului.

KF: Și ar trebui să menționăm

că suntem doar la început.

E o tehnologie puternică și, dacă vă gândiți,
se poate aplica

oricărui circuit cerebral disfuncțional

ce duce la probleme.

Dacă putem descoperi unde e disfuncția,

putem modula circuitul disfuncțional
pentru a ajuta pacientul.

Să revenim la întrebarea anterioară.

Nu cea despre cercetători nebuni.

Cea despre principii etice

și de ce am implanta

un electrod în creier
pentru a încerca să-l controlăm?

Răspunsul este și totdeauna ar trebui să fie:

pentru a alina suferința umană.

Creierul vostru controlează totul.

MO: Iar noi vă putem controla creierul.

(Râsete) (Aplauze)