Depressie, De Ziekte Van Parkinson En De Schakelaar Die Ze Uit Kan Zetten

Diepe hersenstimulatie wordt steeds nauwkeuriger. Deze techniek maakt het chirurgen mogelijk om elektroden te plaatsen in bijna elk gebied van de hersenen, en ze harder of zachter te zetten - net als een radio of thermostaat - om de disfunctie te corrigeren. Een dramatisch overzicht van opkomende technieken, waarbij een vrouw met Parkinson direct stopt met trillen en door de ziekte van Alzheimer aangetaste hersengebieden weer tot leven worden gewekt.

"Om te beginnen: niet alle neurochirurgen lopen op cowboylaarzen. Dat wou ik even duidelijk maken.

Ik ben inderdaad neurochirurg, en ik volg een lange traditie van neurochirurgie. Vandaag wil ik het hebben over het inregelen van de hersenen. We kunnen nu overal in de hersenen komen en hersengebieden stimuleren of kalmeren om onze patiënten te helpen.

Zoals ik zei: neurochirurgie kent een lange traditie. Ze is al ongeveer 7000 jaar oud. In Meso-Amerika deden ze al aan neurochirurgie. Neurochirurgen behandelden patiënten. Ze wisten dat de hersenen te maken hadden met neurologische en psychiatrische ziektes. Ze wisten niet precies wat ze deden. Nog steeds niet, trouwens.

(Gelach)

Maar zij dachten dat neurologische of psychiatrische ziekten kwamen doordat je bezeten was door een boze geest. Bij bezetenheid door een boze geest die neurologische of psychiatrische problemen veroorzaakt, is de beste behandeling, natuurlijk, een gat in je schedel maken om de boze geest te laten ontsnappen.

Zo dachten ze toen, en deze mensen hier zijn daarmee bezig. Patiënten waren soms wat onwillig om dit te ondergaan. Dat blijkt uit de vorm van de gaten. Ik denk dat ze na de trepanatie wegvluchtten. Het bleef bij een gedeeltelijk gat. We weten dat ze deze procedures overleefden. Het was standaardprocedure. Op sommige locaties heeft 1% van de schedels dit soort gaten. Neurologische en psychiatrische ziektes kwamen dus vrij vaak voor, 7000 jaar geleden en nu ook nog.

Intussen weten we dat verschillende delen van de hersenen verschillende dingen doen. Zo zijn er hersengebieden die je beweging of gezichtsvermogen, je geheugen of je eetlust regelen, enzovoort. Als het goed gaat, werkt het zenuwstelsel en is alles pico bello. Maar af en toe gaat het niet zo goed, en zijn er storingen in deze schakelingen. Ontregelde neuronen geven verkeerde signalen, wat problemen geeft. Soms zijn ze onderactief en werken ze niet helemaal naar behoren.

Dat geeft symptomen die afhankelijk zijn van de plaats van die neuronen in het brein. Bij neuronen uit het bewegingscircuit, krijg je bewegingsstoornissen, zoals de ziekte van Parkinson. Bij storingen in een circuit dat je stemming regelt, krijg je depressies en dergelijke. Storing in een regelcircuit van je geheugen en cognitieve functies geeft zoiets als de ziekte van Alzheimer. We kunnen nu lokaliseren waar deze storingen optreden en ingrijpen in deze circuits om ze harder of zachter te laten werken. Je kan het vergelijken met zoeken naar de juiste radiozender. Heb je de juiste zender gevonden, of het nu jazz of opera is -- in ons geval beweging of stemming -- dan kun je die knop daarop laten staan en met een tweede knop het volume aanpassen, om hem harder of zachter te laten spelen.

Ik ga jullie vertellen over hoe we in de hersencircuits elektroden implanteren om hersengebieden te stimuleren of te kalmeren in de hoop onze patiënten te helpen. Dat gaat met dit soort apparaat. Het heet diepe hersenstimulatie. We plaatsen elektroden in de hersenen. Ook wij maken gaten in de schedel, ter grootte van een cent, en plaatsen er een elektrode in. Deze elektrode zit volledig onder de huid en gaat naar een pacemaker in de borst. Met een afstandsbediening, bijna als van een tv, bepalen we de toevoer van elektriciteit in deze hersengebieden: harder of zachter, aan of uit. Wereldwijd kregen al 100.000 patiënten diepe hersenstimulatie. Nu wat voorbeelden van diepe hersenstimulatie ter behandeling van bewegingsstoornissen, stemmingsstoornissen en cognitiestoornissen.

Zo ziet het er ongeveer uit in de hersenen. De elektrode gaat door de schedel de hersenen in en wordt vastgezet waar we maar willen. Ik zeg wel eens dat geen neuron veilig is voor een neurochirurg. We kunnen nu vrij veilig zowat overal in de hersenen komen. We kunnen nu vrij veilig zowat overal in de hersenen komen.

Mijn eerste voorbeeld is een patiënt met de ziekte van Parkinson. Deze dame heeft de ziekte van Parkinson. Ze heeft elektroden in haar hersenen. Ik toon eerst wat haar Parkinsonsymptomen zijn met de elektroden uitgeschakeld. Daarna zullen we inschakelen. Nu ziet het er zo uit. De elektroden zijn nu uitgeschakeld en je kunt zien dat ze een tremor heeft.

(Video)

Man: Oké. Vrouw: Het lukt niet. Man: Kan je mijn vinger aanraken?

(Video)

Man: Dat is een beetje beter. Vrouw: Die kant is beter. We gaan nu inschakelen. Het is aan. Net ingeschakeld. Het werkt onmiddellijk. Het verschil tussen op deze manier schudden en niet -- (Applaus) Het verschil tussen op deze manier schudden en niet houdt verband met het wangedrag van 25.000 neuronen in haar nucleus subthalamicus. We weten deze lastposten nu op te sporen en ze te vertellen: "Heren, zo is het genoeg. Hou daar mee op." Dat doen we met elektriciteit. We bepalen met elektriciteit hoe ze moeten vuren en proberen ook hun wangedrag ermee te stoppen. Hier onderdrukken we dus de activiteit van abnormale neuronen.

We gingen deze techniek elders toepassen en stuitten op een fascinerend probleem: dystonie. Dystonie is een aandoening bij kinderen. Het is een genetische aandoening. Ze veroorzaakt verwringingen. Deze kinderen geraken geleidelijk meer en meer verwrongen totdat ze niet meer kunnen ademen. Ze krijgen zweren, blaasinfecties, en uiteindelijk sterven ze. In 1997 zag ik deze jongen, verder volkomen normaal. Hij heeft een genetische vorm van dystonie. Er zijn acht kinderen in het gezin. Vijf hebben dystonie.

Hier is hij. Deze jongen van negen was volkomen normaal tot hij zes was. Toen begon hij zijn lichaam te draaien, eerst de rechtervoet dan de linkervoet, vervolgens de rechterarm, dan de linkerarm, dan de romp. Toen hij hier aankwam, één tot twee jaar na het begin van de ziekte, kon hij niet langer lopen of staan. Hij was kreupel. De natuurlijke progressie is geleidelijk steeds meer verwrongen en steeds meer gehandicapt worden. Veel van deze kinderen overleven het niet. Hij is van een gezin van vijf. Hij kon alleen maar wat rondkruipen op zijn buik zoals hier. Geen enkel geneesmiddel hielp. We wisten niet wat te doen met deze jongen. We wisten niet hoe of waar in de hersenen te opereren. We wisten niet hoe of waar in de hersenen te opereren. Maar op basis van onze resultaten bij Parkinson, redeneerden we: waarom zouden we niet hetzelfde gebied in de hersenen onderdrukken als bij Parkinson en kijken wat er gebeurt? We opereerden hem in de hoop dat hij beter zou worden. We wisten het niet. Hij is nu terug in Israël, waar hij woont. Hier is hij drie maanden na de procedure.

(Applaus)

Op basis van dit resultaat is dit nu een procedure die in de hele wereld wordt toegepast. Honderden kinderen zijn al geholpen met deze chirurgie. Deze jongen is nu aan de universiteit en leidt een heel normaal leven. Dit was een van de meest bevredigende gevallen in mijn hele carrière: deze kinderen weer laten bewegen en lopen.

(Applaus)

Konden we deze technologie, naast in beweging, ook in andere gevallen toepassen? Het volgende dat we aanpakten, waren circuits die je stemming regelen. Het volgende dat we aanpakten, waren circuits die je stemming regelen. We besloten om depressie aan te pakken. Omdat depressie een zo veel voorkomende ziekte is en er zoveel behandelingen voor bestaan, met medicatie en psychotherapie, zelfs elektroconvulsieve therapie. Maar er zijn miljoenen patiënten, en 10 tot 20 % daarvan reageert nergens op. Die willen we helpen. Kan deze techniek hier helpen?

Eerst zochten we uit waarin het brein van iemand met depressie verschilde van een normaal brein. Met behulp van PET-scans keken we naar de doorbloeding van de hersenen. Bij depressieve patiënten zijn, vergeleken met normaal, hersengebieden stilgelegd: de blauwe gebieden. Hier heb je echt de ‘blues’. De gebieden in blauw zijn betrokken bij motivatie, levenslust en besluitvorming. Bij ernstig depressieve patiënten als deze zijn deze gebieden erg aangetast Het ontbreekt je aan motivatie en levenslust. Wat we ook ontdekten, was een overactief gebied, gebied 25, hier in het rood. Dat is het verdrietcentrum van de hersenen. Als ik je verdrietig maak door je bijvoorbeeld te herinneren aan de laatste keer dat je je ouders of een vriend zag voordat ze stierven, dan licht dit hersengebied op. Het is het verdrietcentrum van de hersenen. Bij depressieve patiënten is het hyperactief. Dat hersengebied is dan roodgloeiend, terwijl de levenslust- en motivatie- gebieden niet meer actief zijn. Konden we door elektroden te plaatsen in dit verdrietgebied de thermostaat lager krijgen? De activiteit afzwakken? Welk gevolg zou dat hebben?

We implanteerden elektroden bij patiënten met depressie. Samen met mijn collega Helen Mayberg van Emory, plaatsten we elektroden in gebied 25. Bovenaan zie je hoe vóór de operatie gebied 25 rood oplichtte. De frontale kwabben zijn blauw, dus inactief. Na 3 tot 6 maanden continue stimulatie, 24 uur per dag, kregen we een volledige omkering. We konden gebied 25 tot een meer normaal niveau terugbrengen. Ook de frontale kwabben brachten we terug tot normale activiteit. Ook de frontale kwabben brachten we terug tot normale activiteit. We zien zeer opvallende resultaten bij patiënten met een ernstige depressie. We zijn nu bezig met klinische proeven, al in fase III. Dit kan een nieuwe procedure worden -- als ze veilig en effectief is -- voor de behandeling van patiënten met een ernstige depressie.

Ik heb je getoond dat we met diepe hersenstimulatie het locomotorisch stelsel kunnen behandelen in gevallen van de ziekte van Parkinson en dystonie. We kunnen het gebruiken voor de behandeling van het stemmingscircuit bij depressies. We kunnen het gebruiken voor de behandeling van het stemmingscircuit bij depressies. Kunnen we diepe hersenstimulatie gebruiken om je slimmer te maken? (Gelach) Iemand geïnteresseerd? (Applaus) Natuurlijk kunnen we dat, toch?

We besloten om de geheugencircuits in de hersenen te gaan ‘turboladen’. We gaan elektroden plaatsen in de circuits die je geheugen en cognitieve functie regelen om te zien of we hun activiteit kunnen opdrijven. We gaan dat niet doen bij normale mensen. We gaan dit doen bij mensen met cognitieve tekorten. We kozen voor de behandeling patiënten met de ziekte van Alzheimer met cognitieve tekorten en geheugentekorten. Zoals jullie weten, is dit het voornaamste symptoom van vroege Alzheimer. We plaatsten elektroden in dit circuit in een hersengebied, de fornix. Dat is de snelweg naar en van dit geheugencircuit. We wilden nagaan of we dit circuit konden activeren, en of dat deze patiënten zou helpen.

Nu blijkt dat bij Alzheimer er een enorm tekort in glucosegebruik is in de hersenen. Het brein is een echte slokop wat glucose aangaat. Het verbruikt 20% van al je glucose al is het maar 2% van je gewicht. Het verbruikt dus 10 keer meer glucose dan zou moeten op basis van je gewicht. 20% van je glucose gaat naar je hersenen. Als je van normaal, via een milde cognitieve stoornis, een voorstadium, naar Alzheimer zelf gaat, dan zijn er gebieden die ophouden glucose te verbruiken. Ze vallen uit. Ze worden uitgeschakeld. We zien dat deze rode gebieden aan de buitenkant van de hersenen geleidelijk aan blauwer worden totdat ze volledig zijn stilgelegd. Vergelijk het met een regionale stroompanne in een hersengebied. De lichten gaan uit in delen van de hersenen bij patiënten met de ziekte van Alzheimer. De vraag is of dat voorgoed is of kunnen ze weer aangaan? Kunnen we die gebieden weer glucose laten verbruiken?

We implanteerden elektroden in de fornix van patiënten met de ziekte van Alzheimer en keken naar wat er gebeurde met het glucoseverbruik in de hersenen. Bovenaan zie je hoe vóór de operatie die gebieden in blauw minder glucose dan normaal verbruiken, vooral de pariëtale en temporale kwabben. Deze hersengebieden zijn stilgelegd. De lichten zijn uit in deze hersengebieden. Vervolgens brengen we de DBS-elektroden aan en wachten een maand tot een jaar. De gebieden in het rood zijn de gebieden met verhoogd glucoseverbruik. Inderdaad slagen we erin om deze hersengebieden opnieuw glucose te laten verbruiken. Dus bij Alzheimer zijn de lichten gedoofd, maar is er nog altijd iemand thuis. We kunnen deze hersengebieden weer inschakelen en we verwachten dat hun functies zullen terugkeren.

Dit is nu in de testfase. We gaan 50 patiënten met beginnende Alzheimer opereren om te zien of we veilig en doeltreffend hun neurologische functie kunnen verbeteren.

(Applaus)

De boodschap die ik vandaag wil meegeven, is dat er verschillende hersencircuits zijn die het laten afweten bij verschillende stadia van ziekten. Of het nu de ziekte van Parkinson, depressie, schizofrenie of Alzheimer is, we beginnen te begrijpen wat de circuits zijn, welke hersengebieden verantwoordelijk zijn voor de klinische tekens en de symptomen van die ziekten. We kunnen nu die circuits bereiken. We kunnen elektroden binnen die circuits aanbrengen. We kunnen de activiteit van deze circuits regelen. Wij kunnen hen kalmeren als ze overactief zijn, als ze problemen in het hele brein veroorzaken. Of we kunnen ze activeren als ze ondermaats zijn. We denken dat we zo het algemene functioneren van de hersenen kunnen verbeteren.

Dat impliceert natuurlijk dat we mogelijk de symptomen van de ziekte kunnen wijzigen. Ook zijn er aanwijzingen dat we misschien beschadigde hersengebieden met behulp van elektriciteit kunnen herstellen. In de toekomst zullen we misschien niet alleen de activiteit kunnen veranderen, maar ook sommige herstelfuncties van de hersenen kunnen terugbrengen.

Ik verwacht een grote toename van indicaties voor deze techniek. We gaan elektroden plaatsen voor vele hersenaandoeningen. Een van de meest spannende dingen is dat het gaat om multidisciplinair werk. Ingenieurs, beeldvormingswetenschappers, fundamentele wetenschappers, neurologen, psychiaters, neurochirurgen werken samen. We verwachten veel van deze multidisciplinaire aanpak. In de toekomst gaan we meer van die boze geesten uit de hersenen kunnen jagen. Met natuurlijk als gevolg dat we veel meer patiënten zullen kunnen helpen.

Hartelijk dank."

 

Bron: TED.com