En chokerende måde at fikse hjernen på

Når Emad Eskandar taler om en af ​​sine neurokirurgiske patienter med obsessiv-kompulsiv lidelse, taler han ikke om en, der arrangerer sin pladesamling efter farve, størrelse og navn. Eller en, der rituelt rører ved knappen på komfuret to gange, inden han forlader huset og siger: Undskyld, jeg er lidt OCD.

Eskandars OCD-patienter tager tre timers brusebad. De bruger otte timer på at rense deres omgivelser med blegemiddel. De sidder fast ved håndvasken på deres hotelværelse på aftaledage, ude af stand til at holde op med at vaske deres hænder, før nogen kommer for at hente dem. OCD påvirker anslået 2,5 millioner voksne amerikanere. Men kun dem, der har opbrugt alle andre behandlingsmuligheder - Luvox, Anafranil, Prozac, kognitiv adfærdsterapi - ender på Eskandars operationsbord på Massachusetts General Hospital. På det tidspunkt er de desperate nok til at prøve næsten hvad som helst – selv dyb hjernestimulering (DBS), en mulighed for sidste udvej, som Eskandar har brugt de sidste 15 år på at mestre og forfine.

Denne historie var en del af vores november 2015-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

I en indledende operation borer Eskandar to små huller i toppen af ​​patientens kranium og synker 42 centimeter lange elektroder omkring syv centimeter dybt ned i hjernens grå substans. I en anden operation, normalt et par dage senere, skaber han en lomme under huden i brystet eller maven, implanterer en enhed, der indeholder et batteri og en pulsgenerator i dette nyskabte rum, og fører en ledning op til kraniet, der forbinder det med elektroderne. Når den er tændt, udsender enheden en elektrisk strøm, der stimulerer de neurale fibre, der bærer information fra primitive hjerneområder forbundet med motivation til frontallappen. I 50 procent af Eskandars tilfælde følger et mirakel: tvangstanker og tvangshandlinger forsvinder og forsvinder derefter.

Selvom behandlingen lyder ekstrem, er hans OCD-patienter i nogle henseender de heldige. Der er ingen sådan FDA-godkendt sidste udvej-mulighed for de millioner af amerikanere, der lider af andre psykiatriske sygdomme, såsom depression, posttraumatisk stresslidelse eller skizofreni. Eller for borderline personlighedsforstyrrelse og traumatiske hjerneskader. Men for alle disse forhold kan det snart ændre sig.

Top og bund: Den ledende kirurg, Emad Eskandar, studerer CT-scanningen af ​​patientens hjerne for at bestemme, hvor elektroderne skal placeres.

Dyb hjernestimulering er blevet brugt i næsten to årtier til at behandle patienter med svære former for Parkinsons (og siden 2009 til at behandle et langt mindre antal patienter med OCD). Så mange som 125.000 mennesker lever med elektroder implanteret i deres hjerner. Som en del af præsident Obamas Brain Initiative er Eskandar med i spidsen for et hold af læger, videnskabsmænd og ingeniører, der er et år inde i en femårig indsats på 30 millioner dollars for at bruge DBS til at behandle alvorlige psykiatriske lidelser, hvoraf de fleste er blevet overvejet. for kompliceret og mystisk til et sådant system på markedet i øjeblikket. Tilstande som skizofreni, PTSD og depression er karakteriseret ved uforudsigelige ændringer i hjernen, der fører til periodiske episoder. At tæmme dem vil kræve en ny slags anordning, der ikke bare er i stand til at stimulere hjernen, men til at overvåge hjerneaktivitet i realtid og opdage anomalier, som neuroforskere i mange tilfælde endnu ikke har identificeret.

Det vil være op til Eskandar og det team, han leder sammen med sin mangeårige MGH-samarbejdspartner Darin Dougherty, at identificere, hvordan hjernen hos mennesker, der lider af disse lidelser, adskiller sig fra hjernerne hos raske personer. Og så skal de finde ud af, hvilken slags elektrisk stimulationsmønstre, der kan bruges til at fikse dem. Vi sigter efter noget latterligt ambitiøst, erkender han.

Ingeniører på tværs af Charles River på Draper Laboratory arbejder tæt sammen med Eskandar for at udvikle den nødvendige hardware. De har bygget en prototype af et DBS-system, der vil være i stand til at optage signaler fra hundredvis af steder dybt inde i hjernen og på dens overflade. Enheden vil bruge mønstergenkendelsessoftware til at detektere unormal aktivitet forbundet med patologiske mentale tilstande; så vil det stimulere områder af hjernen som reaktion. Draper-ingeniørerne er i gang med at fremstille en miniaturiseret version af enheden, som de håber at teste i mennesker allerede i 2016.

De fleste psykiatere er enige om, at der er et desperat behov for nye behandlinger for psykisk sygdom. Eksisterende lægemidler til hjernesygdomme er ofte ineffektive og giver ofte generende bivirkninger. En grund er, at stoffer ændrer kemien i hele hjernen, ikke kun interesseområdet, og modulerer adfærden hos ellers sunde neuroner (se Shining Light on Madness, juli/august 2014).

Med elektrisk stimulering kan læger på den anden side målrette mod diskrete populationer af neuroner, hvilket begrænser behandlingen til små, isolerede områder af hjernen, der forårsager problemerne. DBS giver os mulighed for at gå ind i det faktiske kredsløb, som vi ved er involveret i en tilstand, og vi stimulerer det og får det til at brænde eller ikke brænde på den måde, vi vil have det til, siger Dougherty, psykiateren i samarbejde med Eskandar for at instruere Mass. General's Division of Neurotherapeutics, landets travleste center for psykiatrisk kirurgisk behandling. Det er nat og dag i forhold til robustheden.

For at behandle hjernesygdomme på denne måde, skal kirurgerne naturligvis identificere og forstå de præcise kredsløb, der forårsager dem - hvilket i mange tilfælde endnu ikke er blevet gjort. Selvom neurovidenskabsmænd har lært meget om, hvordan hjernekredsløb er organiseret, og hvordan de fungerer, har det sjældent været muligt at se disse kredsløb fungere i realtid. Men Eskandar og Dougherty siger, at den teknologi, de designer og tester, vil åbne op for den mulighed. Optagelse af flere pletter af neuroner samtidigt i længere perioder, mener de, vil give dem mulighed for at transformere den måde, vi definerer og forstår forskellige typer af psykisk sygdom - og, endnu vigtigere, til sidst føre til mere effektive måder at behandle dem på.

Beroligende vandet

Læger har eksperimenteret med elektricitet til behandling af hjernesygdomme siden antikken, i nogle tilfælde endda anvendt elektrisk strålefisk på kraniet. Men DBS blev født på en fransk operationsstue i 1987, da en neurokirurg ved navn Alim Louis Benabid gjorde en tilfældig opdagelse, mens han forberedte sig på at operere en patient, der led af ukontrollabel skælven.

Emad Eskandar og hans team forbereder en metalenhed kaldet en CRW stereotaktisk ramme, som vil hjælpe med at guide processen.

I årtier havde den sidste gisp-teknik for sådanne patienter været ekstrem, men ofte ret effektiv: Hjernekirurger borede simpelthen huller i kraniet og fjernede de områder af hjernen, som man mente var årsag til problemet. Fremgangsmåden blev nogle gange brugt til andre bevægelsesforstyrrelser, såvel som svær epilepsi og nogle psykiske sygdomme. Den dag i 1987 planlagde Benabid at fjerne et stykke af sin patients thalamus, en valnødformet struktur dybt inde i hjernen. Ved at ødelægge eller beskadige en del af vævet havde han til hensigt at skære ud af kilden til de omstrejfende elektriske impulser, der fløj ned ad kroppens perifere nervefibre og fik hans patients hånd til at ryste.

Hjerneoperationer af enhver art er selvfølgelig en høj indsats. Fejlberegninger kan forårsage lammelser, blindhed, endda død. For at undgå overraskelser tog Benabid en almindelig kirurgisk forholdsregel: Han holdt sin patient vågen på operationsstuen, hvilket er muligt, fordi der ikke er nogen neurale smertereceptorer. Han indsatte en elektrisk sonde i den del af hjernen, han havde til hensigt at fjerne. Derefter afgav han en puls og holdt øje med patienten nøje for at sikre sig, at stimulationen ikke havde nogen uventede virkninger. Det er en teknik, neurokirurger har brugt i godt et halvt århundrede for at verificere, at det område, de er ved at fjerne, ikke tjener en væsentlig funktion; den lille strøm i elektroden får neuronerne omkring den til at fyre, hvilket afslører, hvilken rolle de spiller i kropslige processer.

I 1987 havde neurovidenskabsmænd udviklet en protokol, som Benabid heldigvis besluttede at ignorere. I stedet for at stimulere hjernen på sin patient med en frekvens på 50 hertz, drejede han knappen op til næsten 100 hertz. Da han satte elektroden på sit mål, skete der noget uventet: patientens hånd holdt op med at ryste - for første gang i årevis. Da Benabid slukkede for strømmen, genoptog rysten. Da han tændte den igen, stoppede den igen. Stimulerende ved høj frekvens, indså han, på en eller anden måde dæmpede de besværlige signaler.

Kirurgen er klar til forsigtigt at indsætte elektroderne i det målrettede sted i hjernen.

I 1991 udgav han et papir, der beskriver hans brug af DBS til at behandle rystelser på begge sider af kroppen. Han fulgte op med et andet skelsættende papir, der demonstrerede, at han kunne lindre mange af de andre invaliderende symptomer på Parkinsons, herunder langsommere bevægelser og muskelstivhed. U.S. Food and Drug Administration godkendte DBS til brug ved rystelser i 1997 og til Parkinsons i 2002. Det er nu blevet brugt på titusindvis af patienter.

Alligevel diskuterer forskerne, år senere, hvorfor DBS virker. Forskere havde længe vidst, at ukontrollerbar skælven på en eller anden måde var forårsaget, når vildfarne signaler, der stammer fra strukturer dybt i hjernen, kontinuerligt aktiverede områder af den motoriske cortex, der kontrollerer kroppens bevægelser. I 1980'erne vidste de endda, hvad der forårsagede disse signaler i Parkinsons - utilstrækkelige mængder af et kemisk signalmiddel kaldet dopamin i strukturer kaldet basalganglierne. I årtier forblev organiseringen af ​​de basale ganglier og andre træk i hjernens indre lag dog stort set et spørgsmål om spekulation.

Benabid teoretiserede, at stimulering af neuronerne undertrykte den unormale aktivitet. I løbet af det sidste årti eller deromkring i dyreforsøg har neuroforskere målt neuronal output mere præcist og fundet ud af, at DBS tværtimod synes at stimulere aktivitet. Philip Starr, en neurokirurg ved University of California, San Francisco, som har specialiseret sig i bevægelsesforstyrrelser, har formuleret en førende teori: han mener, at DBS virker ved at desynkronisere affyringsmønstre i kredsløb.

Ligesom energi, der bevæger sig gennem havet, bevæger elektriske signaler, der passerer gennem hjernen, sig i bølger. Og som i en havstorm, kan en stor bølge, der bevæger sig med den rigtige hastighed, undertrykke alle de små bølger på dens vej. Ved Parkinsons bygger unormal aktivitet på sig selv, hvilket skaber patologiske aktivitetsbølger, der får kontrol over kredsløbet og overdøver al anden aktivitet. DBS bryder disse bølger op igen, så kredsløbet kan låse op, og mindre signaler kan trænge igennem.

Uanset mekanismen bag DBS, var det kun et spørgsmål om tid, før forskerne begyndte at overveje, hvordan de kunne udvide teknikken til at behandle andre hjernesygdomme - især vanskelige psykiske sygdomme.

Depression

Den dag, jeg besøger Emad Eskandars operationsstue i generalmesse, bliver hans patient lagt på en båre iført en festlig mørkeblå nuance af neglelak. Patienten er plaget af OCD og har undladt at reagere på alle andre behandlingsmuligheder. Nu ligger hun bedøvet mellem bakker med skinnende metalliske skalpeller og sakse, og sygeplejerskerne har draperet hende i et hvidt lagen. De har også barberet hendes hoved og ved hjælp af klemmer og skruer sikret en robust, kasselignende ramme til hendes pande og siderne af hendes kranie. Hver arm på rammen er ætset med de små tal fra en lineal, ned til millimeteren. Tallene vil give Eskandar mulighed for præcist at opstille de hule metalledninger, han planlægger at presse gennem sin patients cortex og ind i midten af ​​hendes hjerne, og følge en lige vej til sit mål.

Operationen begynder med boring af huller på størrelse med en krone i kraniet, hvorigennem elektroderne vil blive indsat.

Først skal neurokirurgen dog kortlægge den rute. Eskandar sidder i nærheden i scrubs, en kirurgisk maske skubbet rakishet på sin blå kirurgiske kasket og flytter en musemarkør hen over et sted i midten af ​​et af fire billeder, der vises på en skærm, der viser patientens hjerne. Hvert billede er taget fra en anden vinkel. Det her er perfekt - du vil gerne være her, siger han til en yngre kirurg. Det er dit indgangspunkt.

Eskandar har implanteret elektroder i snesevis af OCD-patienter; han var blandt de første neurokirurger, der begyndte at udføre interventionen eksperimentelt, længe før den blev godkendt til udbredt brug af FDA i 2009. Det var præcis den type mulighed, han havde håbet på, da han besluttede sig for at gå på medicinstudiet.

Han havde udmærket sig i matematik og fysik i gymnasiet og gik ind på University of Nebraska med det formål at blive kemiingeniør. Men det ændrede sig, da han fik et natjob med at arbejde på en psykiatrisk institution, hvor han overvågede patienter, der oplever akutte psykotiske pauser. De patienter, han mødte, gjorde et dybt indtryk. Der var matematikprofessoren med en ph.d. fra Northwestern, håbløst forvirret over sine egne vrangforestillinger. Eskandar husker også en pjusket fyr på hans egen alder, som hørte stemmer i Van Halen-sange og engang hoppede over hegnet under en udendørs rekreationsperiode, hvor Eskandar ikke var opmærksom. Politiet fandt patienten et par timer senere, stående midt på motorvejen og dirigerede trafikken med en gaffel.

Eskandar var fascineret af omfanget af disse vrangforestillinger og overrasket over, hvor lidt lægerne forstod om psykisk sygdom. Det var en meget anderledes følelse end et almindeligt hospital, husker han. Det var ligesom, ’Ved nogen virkelig, hvad der foregår?’ Han søgte ind på medicinstudiet i håb om at låse op for hjernens mysterier. Efter et ophold med hjerneforskning ved National Institutes of Health, fik han et ophold på Mass. General Hospital, ligesom FDA godkendte den første brug af dyb hjernestimulering til bevægelsesforstyrrelser. Efter at have underholdt og holdt øje med patienter med hjernesygdomme blot et par år tidligere, fandt han nu ud af at operere dem, og i den proces fik han mulighed for at måle deres neurale aktivitet og gå med i jagten på årsagerne til en sådan bizar adfærd. Han opholdt sig i generalmesse efter hans ophold sluttede.

Nu står Eskandar over OCD-patientens nøgne hovedbund og markerer hans indgangspunkter med en Sharpie. Derefter klikker han en vedhæftning på metalrammen, der omslutter patientens hoved, justerer vinklen for at justere tallene og lader forsamlingen af ​​sygeplejersker, beboere og andre observatører vide, at han er klar. Inden for få minutter har han åbnet to boringer i patientens kranium og brugt hovedriggen til at styre to lange, hule metalrør ned gennem de yderste lag af hendes hjerne og ind i midten af ​​den grå substans. Ind i rørene skubber han et par tynde elektroder, som skal forbindes til den enhed, han planlægger at implantere senere. Så fjerner han rørene, syr elektrodeledningerne ind i hovedbunden ved hjælp af silketråde og fylder borehullerne med hurtighærdende cement.

Enheden, der skal implanteres i patientens krop, er effektiv til behandling af OCD. Men det bruger teknologi, der har eksisteret i årtier, og den veteran neurokirurg er sikker på, at han og andre klinikere kun har ridset overfladen af, hvad der kunne være muligt, når nutidens teknologier opgraderer DBS-systemerne, der er tilgængelige på operationsstuen. Tænk på, hvad der er sket i løbet af de sidste 20 år med hensyn til miniaturisering og Moores lov og alt muligt, siger Eskandar. Du har denne enhed, der kom ud i 90'erne. Da den blev designet i 1980'erne, havde jeg ikke engang en mobiltelefon.

Eskandars team ser optagelser, der fanger aktiviteten af ​​enkelte neuroner i patientens hjerne. Under operationen gennemgår patienten tests for at hjælpe med at kortlægge sine neurale kredsløb.

Det nye system, der udvikles hos Draper, som Eskandar og hans Mass. General-kolleger hjalp med at designe, vil være i stand til at indsamle data fra så mange som 320 elektroder – inklusive flere grupper af sensorer placeret på det ydre lag af hjernen – og levere stimulering i overensstemmelse hermed . I stedet for en omfangsrig processor implanteret i en patients bryst eller mave, vil enheden bestå af en miniaturiseret central hub, mindre end en mobiltelefon, med et integreret batteri. Det hele vil være kompakt nok til at passe tæt på bagsiden af ​​kraniet. Kraniets nav kan fastgøres til så mange som fem elektroniske satellitter af keramik og titanium, der er små nok til at passe ind i borehuller på størrelse med en krone, der er boret i toppen af ​​kraniet. Hver af disse satellitter vil indsamle og videresende data fra elektroderne, der vil blive forbundet til sensorerne eller ledningerne dybt inde i hjernen. Holdet har også skabt en fjernbasestation, der kommunikerer trådløst med kraniehubben; den kan genoplade hubbens batteri og analysere de data, den har lagret i løbet af dagen.

Den nye enhed med dens mange ledninger og sensorer kan være nøglen, hvis Eskandar og hans kolleger skal udvide teknologien til depression og andre, mere komplicerede psykiske lidelser. I midten af ​​2000'erne vandt han og Dougherty godkendelse til at gennemføre et forsøg, der brugte DBS til at behandle depression. Resultaterne var i nogle tilfælde bemærkelsesværdige og antydede det potentiale, som teamet nu forsøger at realisere. Men i mange andre tilfælde var behandlingen frustrerende ineffektiv. Et mere avanceret apparat kunne betyde langt mere præcise indgreb skræddersyet til individuelle patienter og måske en effektiv behandling til en større gruppe mennesker.

Deres første patient havde prøvet al den medicin, som videnskaben havde at tilbyde, for ikke at nævne 30 runder af elektrokonvulsiv terapi. Hun hed Liss Murphy, og da hun mødte Dougherty i 2006, var hun desperat. Et par år tidligere havde hun været en dynamisk, 30-noget PR-chef, der boede i Chicago. Men depression havde gjort hende uarbejdsdygtig i løbet af få uger, så hun næsten ikke kunne tale. En dag forlod hun arbejde og gik aldrig tilbage. Hun blev tvunget til at flytte hjem til Boston-området i 2004 og endte på McLean Hospital.

Efter Eskandar opererede Murphy, begyndte hun en forbløffende bedring. Hun var i stand til at genoptage sit forhold til venner og familie. Hun fik en søn og oplevede lykke, latter og glæde igen for første gang i årevis. Kraften i tilgangen blev drevet hjem til hende i 2012, da en infektion krævede, at læger lukkede Murphys enhed i flere måneder. Inden for få dage vendte hendes depression tilbage; men da enheden blev tændt igen, siger hun, oplevede hun en kraftig fysisk transformation.

Det var bare en bølge af varme, der steg gennem dig, og jeg kunne mærke, at den var tændt, siger hun. Jeg vågnede dagen efter, og det var en helt ny verden. Farverne udenfor var lysere. Min søn og jeg gik til historietimen. Det var måneder siden, at bare han og jeg havde gjort noget. Alt var nyt igen, og det var, som om jeg nåede den anden side.

Inspireret udvidede Dougherty og Eskandar deres forsøg og så lignende resultater med en række andre patienter (dog bestemt ikke alle). På det tidspunkt var en parallel indsats for at bruge DBS mod depression allerede i gang. I marts 2003 havde Helen Mayberg, en neurolog på det tidspunkt ved University of Toronto, implanteret en DBS-enhed i en patient med depression og anbragt den i et smalt bånd af en hjernestruktur kaldet subgenual cingulate. Hun udgav en artikel i tidsskriftet Neuron i 2005, et år før Murphys operation, rapporterede resultater i seks forsøgspersoner (hun fulgte det op med en gruppe på 20, som stadig følges i dag). Ligesom Murphy havde nogle af dem været næsten katatoniske før operationen, men kom sig.

Maybergs første succes med DBS, sammen med arbejdet fra Eskandar og Doughertys gruppe, gav næring til forventningen om, at enheden snart ville vinde FDA-godkendelse for en tilstand, der påvirker millioner af amerikanere. Begge grupper havde et sted omkring en svarprocent på 50 procent, med remission i en tredjedel af tilfældene, ifølge Dougherty. Men de store forsøg, som FDA pålagde, før behandlingen kunne godkendes, krævede kontrolgrupper til at måle placebo-effekter. Eksperimenter implanterede DBS-enheder i alle de frivillige; derefter tildelte de tilfældigt halvdelen til en standard protokol for stimulering og den anden halvdel til en protokol, hvor elektroden aldrig tændes. Efter at have analyseret de foreløbige resultater, standsede FDA begge forsøg. Vi endte med at have en ret høj placeboeffekt, siger Dougherty. Men det virkede bestemt hos nogle mennesker.

Eskandar og Dougherty har set for mange bemærkelsesværdige helbredelser til at udelukke behandlingen. Mayberg forbliver også en fast tilhænger af DBS's magt til at behandle depression. Alle tre mener dog, at et mere sofistikeret DBS-system af den slags, som Draper er ved at udvikle, sandsynligvis vil gøre behandlingen mere effektiv. Årsagen er enkel: de problemer, der opstår ved depression og andre psykologiske lidelser, er ikke begrænset til ét anatomisk sted. De er sygdomme i neurale kredsløb og præsenterer sædvanligvis komplekse rækker af symptomer, som kan variere afhængigt af hvilken eller hvilke dele af kredsløbet, der er påvirket. Det betyder, at der er forskellige varianter af depression og forskellige varianter af patienter med depression; hver person kan reagere forskelligt afhængigt af hvor, hvornår og hvordan hjernen stimuleres.

Et medlem af det kirurgiske team evaluerer patienten med den implanterede DBS-elektrode og vurderer fordelene og eventuelle bivirkninger ved proceduren.

I de senere år er Mayberg begyndt at kortlægge de komplekse forbindelser, der stråler ud fra det sted, hun sigter mod i DBS, en region kaldet område 25. Ved at arbejde baglæns håber hun på at omdanne kredsløbet og identificere alle dets hubs og komponentdele. Med en mere kompleks enhed, der er i stand til at sanse og stimulere på flere områder, mener hun, at det kan være mere muligt at skræddersy interventioner til forskellige emner, tilpasse stimuleringsmønstre til deres specifikke symptomer og neurale aktiveringsmønstre.

Eskandar og Dougherty har i mellemtiden endnu bredere ambitioner. De håber at udvikle terapier til en lang række andre mentale tilstande, der er så komplekse, at det næsten ville være utænkeligt at behandle dem med den nuværende generation af rå, en-retningsudstyr.

Afslørende farver

Siddende i Eskandars laboratorium ser jeg et roterende 3D-billede af et gennemskinnelig kranium og hjernen i det. Inden for den sort-hvide hjerne er distinkte neurale aktiveringsmønstre fremhævet i tre forskellige farver: turkis, orange og magenta. For at skabe billederne brugte Eskandars kolleger funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI), en teknik, der sporer ændringer i neural aktivitet ved at måle blodgennemstrømningen til forskellige områder af hjernen. Den turkise repræsenterer hjerneaktiveringsmønstrene registreret fra et sundt individ, da han udførte en bestemt opgave. Orange og magenta repræsenterer aktiveringsmønstrene registreret fra hjernen på to psykiatriske patienter, da de udførte den samme opgave. Alle tre mønstre ser forskellige ud. Selvom de orange og magenta-patienter begge er blevet diagnosticeret med svær depression, har hver en yderligere tilstand: den ene lider af PTSD, og ​​den anden har generaliseret angst.

Disse lidelser er per definition konstellationer af symptomer, siger Dougherty. Derfor, hævder han, kan en mere præcis behandling, bedre skræddersyet til individuelle patienter, gøre hele forskellen. Der er ingen depressionsplet, siger han. Der er ingen PTSD plet. Der er ingen borderline personlighedsforstyrrelse plet.

Ved at bruge det DBS-system, der i øjeblikket er tilgængeligt, forklarer Eskandar, mens han peger på de to deprimerede patienters hjernemønstre, vil behandlingsstrategien blot være at tænde en elektrode og stimulere det samme område af hjernen for begge patienter. Det avancerede DBS-system, som Dougherty og Eskandar udvikler med Draper, vil derimod være i stand til at fornemme unormale mønstre af hjerneaktivitet i realtid og stimulere de områder, der er berørt. De bør justere, når nye mønstre dukker op, og påføre et stød af elektricitet på det rigtige sted hver gang.

Eskandar henleder endnu en gang min opmærksomhed på skærmen. De tre hjernescanninger, vi kigger på, fortæller han mig, blev alle optaget, mens patienterne udførte en opgave, der målte deres evne til at dæmpe de følelsesmæssige områder af hjernen og besvare et spørgsmål, der krævede fokus og mental klarhed. Eskandar peger på en af ​​de deprimerede patienters hjerneaktiveringsmønstre og forklarer, at det er det samme mønster, man normalt finder hos patienter, der oplever symptomer på PTSD. Den følelsesdrevne del af hjernen kaldet amygdala er tændt af aktivitet. Det skyder langt mere robust end amygdalaerne hos normale patienter, der udfører den samme opgave. Det er, som om den følelsesmæssige del af denne patients hjerne skriger og overdøver alt andet.

Forestil dig, foreslår Eskandar, hvis vi blot kunne tilsidesætte denne reaktion, manuelt aktivere og deaktivere de relevante områder. Faktisk har han allerede forsøgt at påvise netop det hos en patient, der fik implanteret elektroder som forberedelse til operation til behandling af epilepsi (neurokirurger bruger ofte denne teknik til at overvåge aktivitet og verificere det præcise sted, hvorfra anfaldene stammer). Eskandar og hans team kunne skrue op for patientens følelsesmæssige reaktion på et billede af et menneskeligt ansigt ved at stimulere amygdalaen, og de var i stand til at sløve denne reaktion ved at stimulere et andet område, den dorsale anterior cingulate cortex.

Holdet håber at designe en lang række nye DBS-behandlinger: Enhedens elektroder vil blive indsat på steder, der vælges i henhold til hver persons konstellation af symptomer, og de særlige abnormiteter i hjernekredsløbene vil bestemme, hvor strømmen vil blive aktiveret. Eskandar er optimistisk med hensyn til mulighederne for at behandle depression med disse nye værktøjer. Han har også store forhåbninger til behandling af PTSD og generaliseret angstlidelse. Han har det endda godt med mulighederne for at behandle afhængighed, skizofreni og traumatisk hjerneskade. Men han erkender, at nogle af de tilstande, han og Dougherty planlægger at målrette mod, såsom borderline personlighedsforstyrrelse, forbliver lange skud. Selv i den ene psykiatriske lidelse, som DBS er FDA-godkendt for, OCD, svinger succesraten stadig omkring 50 procent - en skarp påmindelse om de udfordringer, der ligger forude.

Faktisk er Eskandar og Dougherty ikke under nogen illusioner. Den menneskelige hjerne er stadig et af de mest gådefulde og komplekse biologiske systemer, man kender. Og på mange måder er vores bestræbelser på at forstå det stadig i deres vorden. Ved udgangen af ​​dette år, siger Eskandar, håber han at demonstrere, at det nye system kan programmeres til at fornemme et bestemt mønster af hjerneaktivitet og reagere på det. Det er en forholdsvis simpel test af teknologien. Alligevel er succes ikke sikret. Jeg er sikker på, at det ikke kommer til at virke første gang, eller formentlig endda tredje gang, siger han. Men til sidst går det. Og vi bliver ved med at prøve, indtil vi får det rigtigt.

Adam Piore er freelancejournalist baseret i New York.

skjule