Spersonalizowany implant mózgu złagodził miażdżące objawy ciężkiej depresji kobiety, pozwalając jej ponownie zobaczyć piękno świata. „To tak, jakby zmienił się mój obiektyw na świecie” – powiedziała Sarah, wolontariuszka badawcza, która poprosiła o identyfikację tylko po imieniu.
Technologia, opisana 4 października w Nature Medicine, przybliża naukowców do zrozumienia, jak wykrywać i zmieniać aktywność mózgu w ultraprecyzyjny sposób.
Urządzenie zostało wykonane na zamówienie; został zbudowany specjalnie dla mózgu Sary. Szczegóły nowego systemu mogą nie działać w leczeniu wielu innych osób, mówi Alik Widge, psychiatra i inżynier neuronów z University of Minnesota w Minneapolis. Mimo to badania są „naprawdę ważną częścią pracy”, mówi, ponieważ wskazują na sposób badania, w jaki sposób aktywność mózgu nie działa w depresji.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco wszczepili tymczasowe elektrody z cienkiego drutu do mózgu Sarah. 36-letnia kobieta od lat cierpiała na ciężką depresję. Elektrody te pozwoliły naukowcom monitorować aktywność mózgu odpowiadającą objawom depresji Sary – wzór, który naukowcy mogli wykorzystać jako biomarker, drogowskaz nadchodzących kłopotów. W przypadku Sarah pojawił się szczególny znak: szybka fala mózgowa zwana falą gamma w jej ciele migdałowatym, strukturze mózgu, o której wiadomo, że bierze udział w emocjach.
Mając ten biomarker w ręku, naukowcy odkryli, gdzie stymulować mózg, aby przerwać niepokojące objawy Sary. Kluczem wydawał się obszar zwany torebką brzuszną/prążkowiem brzusznym lub VC/VS. To nie jest zaskakujące; poprzednie badania sugerują, że region jest zaangażowany w dobre samopoczucie i inne emocje. Kiedy naukowcy zastosowali w tym regionie niewielkie wstrząsy prądu elektrycznego, nastrój Sary poprawił się. „Możemy poznać mapę drogową mózgu Sary w sposób, który naprawdę złagodzi objawy jej depresji” – powiedziała Katherine Scangos z UCSF w briefingu z 30 września.
Podczas tej fazy mapowania eksperymentu Sarah odczuwała radość, gdy stymulowano odpowiednie miejsce. „Śmiałam się na głos”, powiedziała na odprawie. „To był pierwszy raz, kiedy spontanicznie się śmiałem i uśmiechałam tam, gdzie nie było to sfałszowane ani wymuszone od pięciu lat”.
W czerwcu zeszłego roku chirurdzy wszczepili do mózgu Sarah bardziej trwałe urządzenie. Naukowcy zaprogramowali urządzenie tak, aby wykrywało, kiedy sygnały gamma w ciele migdałowatym Sary były wysokie, i reagowało niewielkim wstrząsem na jej VC/VS. Zdarzało się to około 300 razy dziennie. Stymulacja była skalibrowana, więc Sarah nie czuła żadnych rażeń, ale powiedziała, że pozostawiły ją trochę bardziej energiczną.
Artykuł badawczy opisuje ulepszenia Sarah, ponieważ technologia działała w jej głowie przez dwa miesiące; nie jest jasne, jak długo mogą trwać korzyści, chociaż ma teraz wszczepione urządzenie od ponad roku. „W miarę upływu czasu nastąpił ten cnotliwy cykl, spirala w górę” – powiedziała Sarah. „Wszystko stało się łatwiejsze i łatwiejsze i łatwiejsze.”
Podejście zastosowane przez naukowców z UCSF wymagało wielu wyrafinowanych technologii obrazowania i uczenia maszynowego. Ta złożoność może uniemożliwić jej szersze zastosowanie, ostrzega Helen Mayberg, neurolog z Icahn School of Medicine w Mount Sinai w Nowym Jorku.
Mimo to wyniki – które uzupełniają różne sposoby wykrywania i zmiany problematycznej aktywności mózgu – zawierają cenne informacje o tym, jak depresja obejmuje mózg i jak stymulacja mózgu może to zmienić, mówi Mayberg, którego badania pomogły zbudować i udoskonalić pole głębokiej stymulacji mózgu w zaburzeniach nastroju. „To, co wszyscy chcemy wiedzieć, to:„ Jak to działa?”
