Satriecošs veids, kā sakārtot smadzenes

Kad Emads Eskandars stāsta par vienu no saviem neiroķirurģijas pacientiem ar obsesīvi kompulsīviem traucējumiem, viņš nerunā par kādu, kurš sakārto savu ierakstu kolekciju pēc krāsas, izmēra un nosaukuma. Vai kāds, kurš rituāli divreiz pieskaras plīts kloķim pirms iziešanas no mājas un saka: Atvainojiet, es esmu mazs OCD.

Eskandara OKT pacienti iet dušā trīs stundas. Viņi pavada astoņas stundas, tīrot savu apkārtni ar balinātāju. Tikšanās dienās viņi iestrēgst pie vannas istabas izlietnes savā viesnīcas numurā, nespējot beigt mazgāt rokas, līdz kāds ierodas tās pēc. Tiek lēsts, ka OCD ietekmē aptuveni 2,5 miljonus pieaugušo amerikāņu. Bet tikai tie, kuri ir izsmēluši visas pārējās ārstēšanas iespējas — Luvox, Anafranil, Prozac, kognitīvās uzvedības terapiju — nonāk uz Eskandara operāciju galda Masačūsetsas vispārējā slimnīcā. Līdz tam laikam viņi ir pietiekami izmisuši, lai izmēģinātu gandrīz jebko — pat dziļo smadzeņu stimulāciju (DBS), kas ir pēdējā iespēja, ko Eskandars ir pavadījis pēdējos 15 gadus, apgūstot un pilnveidojot.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2015. gada novembra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Sākotnējā operācijā Eskandars izurbj divus dimetānnaftalīna lieluma caurumus pacienta galvaskausa augšdaļā un iegremdē 42 centimetrus garus elektrodus apmēram septiņus centimetrus dziļi smadzeņu pelēkajā vielā. Otrajā operācijā, parasti pēc pāris dienām, viņš izveido kabatu zem ādas krūtīs vai vēderā, šajā jaunizveidotajā telpā implantē ierīci, kurā ir akumulators un impulsu ģenerators, un vada vadu līdz galvaskausam, savienojot. to ar elektrodiem. Kad ierīce ir ieslēgta, tā izstaro elektrisko strāvu, kas stimulē nervu šķiedras, kas pārnēsā informāciju no primitīvām smadzeņu zonām, kas saistītas ar motivāciju, uz frontālo daivu. 50 procentos Eskandara gadījumu notiek brīnums: apsēstības un piespiešanās izgaist un tad pazūd.

Lai gan ārstēšana izklausās ekstrēma, dažos aspektos viņa OKT pacienti ir laimīgie. Nav šādas FDA apstiprinātas pēdējās iespējas miljoniem amerikāņu, kuri cieš no citām psihiskām slimībām, piemēram, depresijas, pēctraumatiskā stresa traucējumiem vai šizofrēnijas. Vai robežlīnijas personības traucējumiem un traumatiskiem smadzeņu ievainojumiem. Bet visos šajos apstākļos tas drīz var mainīties.

Augšpusē un apakšā: vadošais ķirurgs Emads Eskandars pēta pacienta smadzeņu CT skenēšanu, lai noteiktu, kur novietot elektrodus.

Dziļā smadzeņu stimulācija ir izmantota gandrīz divus gadu desmitus, lai ārstētu pacientus ar smagām Parkinsona slimības formām (un kopš 2009. gada, lai ārstētu daudz mazāku pacientu skaitu ar OKT). Apmēram 125 000 cilvēku dzīvo ar smadzenēs implantētiem elektrodiem. Prezidenta Obamas smadzeņu iniciatīvas ietvaros Eskandars ir līdzvadītājs ārstu, zinātnieku un inženieru komandai, kas ir viena gada garumā piecus gadus ilgā 30 miljonu ASV dolāru apmērā, lai izmantotu DBS smagu psihisku traucējumu ārstēšanai, no kuriem lielākā daļa ir apsvērta. pārāk sarežģīta un noslēpumaina jebkurai šādai sistēmai, kas pašlaik ir tirgū. Tādus apstākļus kā šizofrēnija, PTSD un depresija raksturo neparedzamas izmaiņas smadzenēs, kas izraisa periodiskas epizodes. Lai tos pieradinātu, būs nepieciešama jauna veida ierīce, kas spēj ne tikai stimulēt smadzenes, bet arī uzraudzīt smadzeņu darbību reāllaikā un atklāt anomālijas, kuras daudzos gadījumos neirozinātnieki vēl nav identificējuši.

Eskandaram un komandai, kuru viņš vadīs kopā ar savu ilggadējo MGH līdzstrādnieku Darinu Doertiju, būs jānosaka, kā cilvēku, kas cieš no šiem traucējumiem, smadzenes atšķiras no veselu cilvēku smadzenēm. Un tad viņiem ir jāizdomā, kādus elektriskās stimulācijas modeļus varētu izmantot, lai tos labotu. Mēs tiecamies uz kaut ko smieklīgi ambiciozu, viņš atzīst.

Draper laboratorijas inženieri pāri Čārlza upei cieši sadarbojas ar Eskandar, lai izstrādātu nepieciešamo aparatūru. Viņi ir izveidojuši DBS sistēmas prototipu, kas spēs ierakstīt signālus no simtiem vietu dziļi smadzenēs un uz to virsmas. Ierīce izmantos modeļa atpazīšanas programmatūru, lai noteiktu anomālu darbību, kas saistīta ar patoloģiskiem garīgiem stāvokļiem; tad tas reaģēs stimulēs smadzeņu apgabalus. Draper inženieri pašlaik izstrādā ierīces miniaturizētu versiju, ko viņi cer izmēģināt ar cilvēkiem jau 2016. gadā.

Lielākā daļa psihiatru piekrīt, ka ir ļoti nepieciešami jauni garīgo slimību ārstēšanas veidi. Esošās zāles smadzeņu darbības traucējumiem bieži ir neefektīvas un bieži rada traucējošas blakusparādības. Viens no iemesliem ir tas, ka zāles maina visu smadzeņu ķīmiju, ne tikai interesējošo zonu, modulējot citādi veselīgu neironu uzvedību (skat. Shining Light on Madness, 2014. gada jūlijs/augusts).

No otras puses, ar elektrisko stimulāciju ārsti var mērķēt uz atsevišķām neironu populācijām, ierobežojot ārstēšanu ar nelielām, izolētām smadzeņu zonām, kas izraisa problēmas. DBS ļauj mums iedziļināties faktiskajā ķēdē, par kuru mēs zinām, ka tas ir iesaistīts stāvoklī, un mēs to stimulējam un liekam tai iedarbināties vai neaktivizējam tā, kā mēs to vēlamies, saka Dovertijs, psihiatrs, kas kopā ar Eskandaru vadīja. Masu ģenerāļa neiroterapijas nodaļa, valsts noslogotākais psihiatriskās ķirurģiskās ārstēšanas centrs. Tā ir nakts un diena robustuma ziņā.

Protams, lai šādā veidā ārstētu smadzeņu stāvokļus, ķirurgiem ir jāidentificē un jāsaprot precīzas shēmas, kas tos izraisa, kas daudzos gadījumos vēl nav izdarīts. Lai gan neirozinātnieki ir daudz iemācījušies par to, kā tiek organizētas smadzeņu ķēdes un kā tās darbojas, reti ir bijis iespējams vērot, kā šīs ķēdes darbojas reāllaikā. Taču Eskandars un Dougherty saka, ka tehnoloģija, ko viņi izstrādā un testē, pavērs šo iespēju. Viņi uzskata, ka vairāku neironu plankumu vienlaicīga ierakstīšana ilgākā laika periodā ļaus viņiem pārveidot veidu, kā mēs definējam un saprotam dažādus garīgo slimību veidus, un, vēl svarīgāk, galu galā radīs efektīvākus veidus, kā tos ārstēt.

Ūdeņu nomierināšana

Mediķi jau kopš seniem laikiem ir eksperimentējuši ar elektrību, lai ārstētu smadzeņu darbības traucējumus, dažos gadījumos pat pielietojot elektrisko staru zivi uz galvaskausa. Bet DBS dzimis franču operāciju zālē 1987. gadā, kad neiroķirurgs Alims Luiss Benabids izdarīja nejaušu atklājumu, gatavojoties operēt pacientu, kurš cieš no nekontrolējamas trīces.

Emads Eskandars un viņa komanda sagatavo metāla ierīci, ko sauc par CRW stereotaktisko rāmi, kas palīdzēs vadīt procesu.

Gadu desmitiem pēdējās elpas paņēmiens šādiem pacientiem bija ārkārtējs, bet bieži vien diezgan efektīvs: smadzeņu ķirurgi vienkārši izurbja caurumus galvaskausā un noņēma smadzeņu apgabalus, kas, domājams, rada problēmu. Šo pieeju dažreiz izmantoja citiem kustību traucējumiem, kā arī smagai epilepsijai un dažām garīgām slimībām. Tajā dienā 1987. gadā Benabids plānoja noņemt sava pacienta talāmu, valrieksta formas struktūru dziļi smadzenēs. Iznīcinot vai bojājot daļu audu, viņš plānoja izgriezt klaiņojošo elektrisko impulsu avotu, kas lido pa ķermeņa perifērajām nervu šķiedrām un izraisot pacienta roku trīci.

Protams, jebkura veida smadzeņu ķirurģija ir augstas likmes piedāvājums. Nepareizi aprēķini var izraisīt paralīzi, aklumu un pat nāvi. Lai izvairītos no pārsteigumiem, Benabids veica parastu ķirurģisku piesardzību: viņš neļāva savu pacientu nomodā operāciju zālē, kas ir iespējams, jo nav nervu sāpju receptoru. Viņš ievietoja elektrisko zondi tajā smadzeņu daļā, kuru bija iecerējis izņemt. Pēc tam viņš deva pulsu un uzmanīgi vēroja pacientu, lai pārliecinātos, ka stimulācijai nav neparedzētu efektu. Tā ir metode, ko neiroķirurgi ir izmantojuši jau vairāk nekā pusgadsimtu, lai pārbaudītu, vai apgabals, kuru viņi gatavojas noņemt, nepilda būtisku funkciju; mazā strāva elektrodā izraisa apkārtējo neironu uzliesmojumu, atklājot, kāda loma tiem ir ķermeņa procesos, ja tāda ir.

Līdz 1987. gadam neirozinātnieki bija izstrādājuši protokolu, kuru Benabids par laimi nolēma ignorēt. Tā vietā, lai stimulētu sava pacienta smadzenes ar frekvenci 50 Hz, viņš pagrieza pogu līdz gandrīz 100 Hz. Kad viņš pielika elektrodu savam mērķim, notika kaut kas negaidīts: pacienta roka pārstāja trīcēt — pirmo reizi pēc gadiem. Kad Benabids izslēdza strāvu, kratīšana atsākās. Kad viņš to atkal ieslēdza, tas atkal apstājās. Stimulējot augstā frekvencē, viņš saprata, ka kaut kā apklusināja traucējošos signālus.

Ķirurgs ir gatavs smalki ievietot elektrodus paredzētajā smadzeņu vietā.

1991. gadā viņš publicēja rakstu, kurā sīki aprakstīts viņa DBS lietojums, lai ārstētu trīci abās ķermeņa pusēs. Pēc tam viņš publicēja citu ievērojamu rakstu, kurā tika parādīts, ka viņš var mazināt daudzus citus novājinošos Parkinsona simptomus, tostarp palēninātu kustību un muskuļu stīvumu. ASV Pārtikas un zāļu pārvalde apstiprināja DBS lietošanai trīces gadījumā 1997. gadā un Parkinsona slimības ārstēšanai 2002. gadā. Tagad to lieto desmitiem tūkstošu pacientu.

Tomēr pēc gadiem zinātnieki joprojām apspriež, kāpēc DBS darbojas. Zinātnieki jau sen zināja, ka nekontrolējamu trīci kaut kādā veidā izraisīja kļūdaini signāli, kas izplūst no dziļi smadzenēs esošajām struktūrām, nepārtraukti aktivizējot motorās garozas zonas, kas kontrolē ķermeņa kustības. Līdz 1980. gadiem viņi pat zināja, kas izraisa šos signālus Parkinsona slimībā — nepietiekams daudzums ķīmiskā signālu aģenta, ko sauc par dopamīnu, struktūrās, ko sauc par bazālajiem ganglijiem. Tomēr gadu desmitiem bazālo gangliju organizācija un citas smadzeņu iekšējo slāņu iezīmes lielā mērā palika spekulāciju jautājums.

Benabid teorētiski domāja, ka neironu stimulēšana nomāc patoloģisku aktivitāti. Pēdējo desmit gadu laikā pētījumos ar dzīvniekiem neirozinātnieki ir precīzāk izmērījuši neironu izvadi un atklājuši, ka DBS, gluži pretēji, stimulē aktivitāti. Filips Stārs, Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko neiroķirurgs, kurš specializējas kustību traucējumu ārstēšanā, ir formulējis vadošo teoriju: viņš uzskata, ka DBS darbojas, desinhronizējot šaušanas modeļus ķēdēs.

Tāpat kā enerģija, kas pārvietojas pa okeānu, elektriskie signāli, kas iet cauri smadzenēm, pārvietojas viļņos. Un tāpat kā okeāna vētrā, liels vilnis, kas pārvietojas ar pareizo ātrumu, var aplaupīt visus mazos viļņus savā ceļā. Parkinsona slimības gadījumā patoloģiska darbība balstās uz sevi, radot patoloģiskus aktivitātes viļņus, kas iegūst kontroli pār ķēdi, nomācot visas pārējās aktivitātes. DBS atkal pārtrauc šos viļņus, ļaujot ķēdei atbloķēt un izplūst mazākiem signāliem.

Neatkarīgi no tā, kāds ir DBS mehānisms, tas bija tikai laika jautājums, pirms pētnieki sāka apsvērt, kā viņi varētu paplašināt tehniku, lai ārstētu citus smadzeņu traucējumus, jo īpaši grūti ārstējamas garīgās slimības.

Depresija

Dienā, kad apmeklēju Emada Eskandara operāciju zāli Masu ģenerālis, viņa pacients ir noguldīts uz nestuvēm, valkājot svētku tumši zilu nagu laku. Pacientu mocīja OKT, un viņš nav reaģējis uz citām ārstēšanas iespējām. Tagad viņa guļ anestēzijā starp spīdīgiem metāliskiem skalpeļiem un šķērēm, un medmāsas viņu ir ieklājušas baltā palagā. Viņi arī ir noskuvuši viņas galvu un, izmantojot skavas un skrūves, piestiprinājuši izturīgu, kastītei līdzīgu rāmi pie viņas pieres un galvaskausa sāniem. Katra rāmja pleca ir iegravēta ar nelieli lineāla cipariem līdz milimetram. Šie skaitļi ļaus Eskandaram precīzi sakārtot dobos metāla vadus, ko viņš plāno izspiest cauri pacienta garozā un viņas smadzeņu centrā, ejot taisnā ceļā uz savu mērķi.

Operācija sākas ar dimetānnaftalīna izmēra caurumu urbšanu galvaskausā, caur kuriem tiks ievietoti elektrodi.

Tomēr vispirms neiroķirurgam ir jākartē šis maršruts. Eskandars sēž netālu no skrubjiem, uz zilā ķirurģiskā vāciņa nežēlīgi uzspiesta ķirurģiskā maska, un virza peles rādītāju virs vietas, kas atrodas viena no četriem monitorā parādītajiem attēliem, kas attēlo pacienta smadzenes. Katrs attēls ir uzņemts no cita leņķa. Tas ir ideāli — jūs vēlaties būt šeit, viņš saka jaunākajam ķirurgam. Tas ir jūsu ieejas punkts.

Eskandars ir implantējis elektrodus daudziem OKT pacientiem; viņš bija viens no pirmajiem neiroķirurgiem, kas sāka veikt iejaukšanos eksperimentāli, ilgi pirms to 2009. gadā apstiprināja plašai lietošanai FDA. Tieši tādu iespēju viņš bija cerējis, kad nolēma apmeklēt medicīnas skolu.

Viņš bija izcils matemātikā un fizikā vidusskolā un iestājās Nebraskas Universitātē, lai kļūtu par ķīmijas inženieri. Taču tas mainījās, kad viņš dabūja nakts darbu psihiatriskajā iestādē, uzraudzot pacientus ar akūtiem psihotiskiem pārtraukumiem. Viņa satiktie pacienti atstāja dziļu iespaidu. Tur bija matemātikas profesors ar doktora grādu no Ziemeļrietumu, bezcerīgi apmulsis no saviem maldiem. Eskandars atceras arī kādu savā vecumā izkropļotu puisi, kurš dzirdējis balsis Van Halena dziesmās un reiz pārlēcis pāri žogam atpūtas laikā brīvā dabā, kad Eskandars nepievērsa uzmanību. Policija pacientu atrada pēc pāris stundām, stāvot šosejas vidū, virzot satiksmi ar dakšiņu.

Eskandaru fascinēja šo maldu apjoms un pārsteidza tas, cik maz ārsti saprata par garīgām slimībām. Viņš atceras, ka tā bija ļoti atšķirīga sajūta nekā parastajā slimnīcā. Tas bija kā: 'Vai kāds tiešām zina, kas notiek?' Viņš pieteicās medicīnas skolā, cerot atklāt smadzeņu noslēpumus. Pēc smadzeņu izpētes Nacionālajos Veselības Institūtos viņš ieguva rezidentūru Masas vispārējā slimnīcā tieši tad, kad FDA apstiprināja pirmo dziļās smadzeņu stimulācijas izmantošanu kustību traucējumu gadījumā. Tikai dažus gadus iepriekš izklaidējis un uzraudzījis pacientus ar smadzeņu darbības traucējumiem, viņš tagad atklāja, ka viņus operē, un šajā procesā viņam bija iespēja izmērīt viņu nervu darbību un pievienoties šādas dīvainas uzvedības cēloņu medībām. Pēc rezidentūras beigām viņš palika misā.

Tagad Eskandars stāv virs OCD pacienta kailā galvas ādas un atzīmē viņa ieejas punktus ar šarpiju. Pēc tam viņš uzliek stiprinājumu uz metāla rāmja, kas aptver pacienta galvu, noregulē leņķi, lai sakārtotu skaitļus, un ļauj medmāsām, rezidentiem un citiem novērotājiem zināt, ka ir gatavs. Dažu minūšu laikā viņš pacientes galvaskausā ir atvēris divus urbumus un izmantojis galvas ierīci, lai vadītu divas garas, dobas metāla caurules pa viņas smadzeņu ārējiem slāņiem pelēkās vielas vidū. Caurulēs viņš ieslidina pāris plānu elektrodu, kas tiks savienoti ar ierīci, kuru viņš plāno implantēt vēlāk. Pēc tam viņš noņem caurules, iešūt elektrodu vadus galvas ādā, izmantojot zīda pavedienus, un piepilda urbumus ar ātri cietējošu cementu.

Ierīce, kas implantējama pacienta ķermenī, ir efektīva OKT ārstēšanā. Taču tajā tiek izmantota tehnoloģija, kas pastāv jau gadu desmitiem, un veterāns neiroķirurgs ir pārliecināts, ka viņš un citi klīnicisti ir tikai saskrāpējuši to, kas varētu būt iespējams, tiklīdz mūsdienu tehnoloģijas uzlabos operāciju zālē pieejamās DBS sistēmas. Padomājiet par to, kas noticis pēdējo 20 gadu laikā saistībā ar miniaturizāciju un Mūra likumu un visu, saka Eskandars. Jums ir šī ierīce, kas iznāca 90. gados. Kad tas tika izstrādāts astoņdesmitajos gados, man pat nebija mobilā tālruņa.

Eskandara komanda skatās ierakstus, kas fiksē atsevišķu neironu aktivitāti pacienta smadzenēs. Operācijas laikā pacientam tiek veikti testi, lai palīdzētu kartēt viņa nervu ķēdes.

Jaunā sistēma, kas tiek izstrādāta Draperā un kuru Eskandars un viņa Mass. General kolēģi palīdzēja izstrādāt, varēs savākt datus no pat 320 elektrodiem, tostarp vairākām sensoru grupām, kas novietotas uz smadzeņu ārējā slāņa, un attiecīgi nodrošināt stimulāciju. . Lielgabarīta procesora vietā, kas implantēts pacienta krūtīs vai vēderā, ierīce sastāvēs no miniatūras centrālā centrmezgla, kas ir mazāks par mobilo tālruni, un ar integrētu akumulatoru. Tas viss būs pietiekami kompakts, lai cieši piegultu galvaskausa aizmugurē. Galvaskausa centrmezgls tiks pievienots pat pieciem keramikas un titāna elektroniskajiem satelītiem, kas ir pietiekami mazi, lai ietilptu dimetānnaftalīna izmēra urbumos, kas izurbti galvaskausa augšdaļā. Katrs no šiem satelītiem apkopos un pārraidīs datus no elektrodiem, kas tiks savienoti ar sensoriem vai vadiem dziļi smadzenēs. Komanda ir arī izveidojusi attālo bāzes staciju, kas bezvadu režīmā sazinās ar galvaskausa centru; tas var uzlādēt centrmezgla akumulatoru un analizēt dienas laikā saglabātos datus.

Jaunā ierīce ar vairākiem vadiem un sensoriem varētu būt ļoti svarīga, ja Eskandars un viņa kolēģi vēlas paplašināt tehnoloģiju, iekļaujot depresiju un citus sarežģītākus garīgos traucējumus. 2000. gadu vidū viņš un Doertijs ieguva atļauju veikt izmēģinājumu, kurā depresijas ārstēšanai izmantoja DBS. Rezultāti dažos gadījumos bija ievērojami, norādot uz potenciālu, ko komanda tagad mēģina realizēt. Bet daudzos citos gadījumos ārstēšana bija apgrūtinoši neefektīva. Uzlabota ierīce varētu nozīmēt daudz precīzāku iejaukšanos, kas pielāgota atsevišķiem pacientiem, un, iespējams, efektīvu ārstēšanu lielākai cilvēku grupai.

Viņu pirmais pacients bija izmēģinājis visus medikamentus, ko zinātne varēja piedāvāt, nemaz nerunājot par 30 elektrokonvulsīvās terapijas kārtām. Viņas vārds bija Lisa Mērfija, un līdz brīdim, kad viņa 2006. gadā satika Doertiju, viņa bija izmisusi. Pirms pāris gadiem viņa bija dinamiska, apmēram 30 gadus veca sabiedrisko attiecību vadītāja, kas dzīvoja Čikāgā. Bet depresija viņu dažu nedēļu laikā bija padarījusi rīcībnespējīgu, padarot viņu gandrīz spējīgu runāt. Kādu dienu viņa aizgāja no darba un vairs neatgriezās. 2004. gadā viņa bija spiesta pārcelties uz mājām Bostonas apgabalā, un viņa nokļuva Maklīna slimnīcā.

Pēc tam, kad Eskandara operēja Mērfiju, viņa sāka pārsteidzoši atveseļoties. Viņai izdevās atsākt attiecības ar draugiem un ģimeni. Viņai bija dēls, un viņa pirmo reizi pēc gadiem piedzīvoja laimi, smieklus un prieku. Šīs pieejas spēks viņai tika nodots 2012. gadā, kad infekcijas dēļ ārstiem uz vairākiem mēnešiem bija jāizslēdz Mērfija ierīce. Dažu dienu laikā viņas depresija atgriezās; bet, kad ierīce tika atkal ieslēgta, viņa saka, ka viņa piedzīvoja spēcīgu fizisku transformāciju.

Tas bija tikai siltuma pieplūdums, kas paceļas caur jums, un es varētu teikt, ka tas ir ieslēgts, viņa saka. Es pamodos nākamajā dienā, un tā bija pilnīgi jauna pasaule. Ārpusē krāsas bija gaišākas. Mēs ar dēlu devāmies uz stāstu stundu. Bija pagājuši mēneši, kopš mēs ar viņu bijām kaut ko darījuši. Viss atkal bija jauns, un it kā es tiku uz otru pusi.

Iedvesmoti, Dougherty un Eskandar paplašināja savus izmēģinājumus un redzēja līdzīgus rezultātus ar vairākiem citiem pacientiem (lai gan noteikti ne visiem). Līdz tam laikam jau tika veikti paralēli mēģinājumi izmantot DBS pret depresiju. 2003. gada martā Helēna Meiberga, toreizējā Toronto universitātes neiroloģe, pacientam ar depresiju implantēja DBS ierīci, ievietojot to šaurā smadzeņu struktūras joslā, ko sauc par subgenuālo cingulate. Viņa publicēja rakstu žurnālā Neirons 2005. gadā, gadu pirms Mērfija operācijas, ziņojot par rezultātiem sešos priekšmetos (viņa tam sekoja 20 cilvēku grupa, kas joprojām tiek novēroti). Tāpat kā Mērfijs, daži no viņiem bija praktiski katatoniski pirms operācijas, bet atguvās.

Meiberga sākotnējie panākumi ar DBS, kā arī Eskandar un Dougherty grupas darbs radīja cerības, ka ierīce drīz iegūs FDA apstiprinājumu stāvoklim, kas ietekmē miljoniem amerikāņu. Abām grupām atbildes reakcijas līmenis bija aptuveni 50 procenti, un trešdaļā gadījumu bija remisija, norāda Dougherty. Taču lielajos pētījumos, ko FDA pilnvaroja pirms ārstēšanas apstiprināšanas, bija nepieciešamas kontroles grupas, lai noteiktu placebo efektu. Eksperimentētāji visiem brīvprātīgajiem implantēja DBS ierīces; tad viņi nejauši piešķīra pusi standarta stimulācijas protokolam un otru pusi protokolam, kurā elektrods nekad nav ieslēgts. Pēc provizorisko rezultātu analīzes FDA apturēja abus izmēģinājumus. Mums galu galā bija diezgan augsts placebo efekts, saka Dougherty. Bet dažiem cilvēkiem tas noteikti darbojās.

Eskandars un Doertijs ir piedzīvojuši pārāk daudz ievērojamu atveseļošanos, lai atteiktu ārstēšanu. Meibergs arī joprojām nelokāmi tic DBS spēkam depresijas ārstēšanā. Tomēr visi trīs uzskata, ka sarežģītāka DBS sistēma, piemēram, Draper, visticamāk, padarīs terapiju efektīvāku. Iemesls ir vienkāršs: problēmas, kas rodas depresijas un citu psiholoģisku traucējumu gadījumā, neaprobežojas tikai ar vienu anatomisku vietu. Tās ir neironu ķēžu slimības, un tām parasti ir sarežģīti simptomu kopumi, kas var atšķirties atkarībā no tā, kura ķēdes daļa vai daļas tiek ietekmētas. Tas nozīmē, ka ir dažādas depresijas un dažādas depresijas pacientu šķirnes; katrs cilvēks var reaģēt atšķirīgi atkarībā no tā, kur, kad un kā smadzenes tiek stimulētas.

Ķirurģiskās komandas dalībnieks novērtē pacientu ar implantēto DBS elektrodu, novērtējot procedūras priekšrocības un visas blakusparādības.

Pēdējos gados Meiberga ir sākusi kartēt sarežģītos savienojumus, kas izstaro no viņas mērķētās vietas DBS, reģionā, ko sauc par 25. apgabalu. Strādājot atpakaļ, viņa cer mainīt ķēdi un identificēt visus tās mezglus un sastāvdaļas. Viņa uzskata, ka ar sarežģītāku ierīci, kas spēj uztvert un stimulēt vairākās jomās, varētu būt izdevīgāk pielāgot iejaukšanos dažādiem subjektiem, pielāgojot stimulācijas modeļus to specifiskajiem simptomiem un nervu aktivācijas modeļiem.

Tikmēr Eskandaram un Doertijam ir vēl plašākas ambīcijas. Viņi cer izstrādāt terapiju daudziem citiem tik sarežģītiem garīgiem stāvokļiem, ka to ārstēšana ar pašreizējās paaudzes neapstrādātām, vienvirziena ierīcēm būtu praktiski neiedomājama.

Izteiktas krāsas

Sēžot Eskandara laboratorijā, es skatos rotējošu 3-D attēlu ar caurspīdīgu galvaskausu un smadzenēm tajā. Melnbaltajās smadzenēs atšķirīgi neironu aktivācijas modeļi ir izcelti trīs dažādās krāsās: tirkīza, oranžā un fuksīna. Lai izveidotu attēlus, Eskandar kolēģi izmantoja funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (fMRI) - paņēmienu, kas izseko neironu aktivitātes izmaiņas, mērot asins plūsmu dažādās smadzeņu zonās. Tirkīzs attēlo smadzeņu aktivizācijas modeļus, kas reģistrēti no vesela subjekta, veicot noteiktu uzdevumu. Oranžā un purpursarkanā krāsa attēlo aktivizācijas modeļus, kas reģistrēti divu psihiatrisku pacientu smadzenēs, kad viņi veica vienu un to pašu uzdevumu. Visi trīs modeļi izskatās atšķirīgi. Lai gan oranžajiem un purpursarkanajiem pacientiem ir diagnosticēta smaga depresija, katram ir papildu stāvoklis: viens cieš no PTSS, bet otrs ir ģeneralizēts trauksmes traucējums.

Šie traucējumi pēc savas definīcijas ir simptomu konstelācijas, saka Dougherty. Tāpēc viņš apgalvo, ka precīzāka ārstēšana, kas labāk pielāgota atsevišķiem pacientiem, varētu būtiski mainīties. Viņš saka, ka nav depresijas vietas. Nav PTSD vietas. Nav robežu personības traucējumu vietas.

Izmantojot pašlaik pieejamo DBS sistēmu, Eskandars skaidro, norādot uz divu depresijas pacientu smadzeņu modeļiem, ārstēšanas stratēģija būtu vienkārši ieslēgt elektrodu un stimulēt vienu un to pašu smadzeņu zonu abiem pacientiem. Uzlabotā DBS sistēma Dougherty un Eskandar, kas tiek izstrādāta kopā ar Draper, savukārt spēs reāllaikā sajust neparastus smadzeņu darbības modeļus un stimulēt visas skartās zonas. Tiem jāpielāgojas, kad parādās jauni modeļi, katru reizi pieliekot elektrības grūdienu pareizajā vietā.

Eskandars vēlreiz pievērš manu uzmanību ekrānam. Viņš stāsta, ka visi trīs smadzeņu skenējumi, kurus mēs skatāmies, tika reģistrēti, kamēr pacienti veica uzdevumu, kas mēra viņu spēju nomierināt smadzeņu emocionālos apgabalus un atbildēt uz jautājumu, kas prasīja fokusu un garīgo skaidrību. Eskandars norāda uz vienu no depresijas pacientu smadzeņu aktivācijas modeļiem, paskaidrojot, ka tas ir tāds pats modelis, kāds parasti ir pacientiem, kuriem ir PTSS simptomi. Emociju vadītā smadzeņu daļa, ko sauc par amigdalu, ir aktīva. Tas šauj daudz spēcīgāk nekā parasto pacientu amigdalas, kas veic šo pašu uzdevumu. Šķiet, ka šī pacienta smadzeņu emocionālā daļa kliedz, noslīcinot visu pārējo.

Iedomājieties, Eskandars iesaka, ja mēs varētu vienkārši ignorēt šo reakciju, manuāli aktivizējot un deaktivizējot atbilstošās zonas. Patiesībā viņš jau ir mēģinājis to pierādīt pacientam, kuram, gatavojoties operācijai epilepsijas ārstēšanai, implantēti elektrodi (neiroķirurgi bieži izmanto šo paņēmienu, lai uzraudzītu aktivitāti un pārbaudītu precīzu vietu, no kuras rodas krampji). Eskandars un viņa komanda varēja pastiprināt pacienta emocionālo reakciju uz cilvēka sejas attēlu, stimulējot amigdalu, un viņi spēja šo reakciju mazināt, stimulējot citu zonu, muguras priekšējo cingulāro garozu.

Komanda cer izstrādāt veselu virkni jaunu DBS ārstēšanas metožu: ierīces elektrodi tiks ievietoti vietās, kas izvēlētas atbilstoši katras personas simptomu kopumam, un konkrētās novirzes smadzeņu ķēdēs noteiks, kur tiks aktivizēta strāva. Eskandars ir optimistisks par izredzēm ārstēt depresiju ar šiem jaunajiem instrumentiem. Viņam ir arī lielas cerības uz PTSS un ģeneralizētas trauksmes ārstēšanu. Viņš pat jūtas labi par iespējām ārstēt atkarību, šizofrēniju un traumatisku smadzeņu traumu. Taču viņš atzīst, ka daži apstākļi, uz kuriem viņš un Dovertijs plāno mērķēt, piemēram, robežlīnijas personības traucējumi, joprojām ir tālu. Pat vienā psihiskajā traucējumā, kuram DBS ir apstiprinājusi FDA, proti, OCD, panākumu līmenis joprojām svārstās ap 50 procentiem, kas ir spilgts atgādinājums par gaidāmajām problēmām.

Patiešām, Eskandaram un Doertijam nav ilūziju. Cilvēka smadzenes joprojām ir viena no mīklainākajām un sarežģītākajām zināmajām bioloģiskajām sistēmām. Un daudzējādā ziņā mūsu centieni to saprast joprojām ir sākuma stadijā. Līdz šā gada beigām Eskandars saka, ka viņš cer pierādīt, ka jauno sistēmu var ieprogrammēt, lai uztvertu noteiktu smadzeņu darbības modeli un reaģētu uz to. Tas ir salīdzinoši vienkāršs tehnoloģijas tests. Tomēr panākumi nav garantēti. Esmu pārliecināts, ka tas nedarbosies pirmo reizi vai, iespējams, pat trešo reizi, viņš saka. Bet galu galā tas darbosies. Un mēs turpināsim mēģināt, līdz mums viss izdosies.

Ādams Pjors ir ārštata žurnālists, kurš dzīvo Ņujorkā.

paslēpties