Finde bipolar lidelse med MR

Denne artikel – en featurehistorie i Teknologigennemgang 's udgave af december 2005/januar 2006 - er blevet opdelt i tre dele til præsentation online. Dette er del 1; del 2 vises tirsdag den 24. januar og del 3 onsdag den 25. januar.

Da Bradley Peterson, en psykiater og forsker ved Columbia University, tilbød at scanne min hjerne med et magnetisk resonanskamera på størrelse med en lille Airstream-trailer, sagde jeg straks ja. Jeg brugte 10 minutter på at udfylde en sidelang tjekliste (jeg løj på spørgsmålet og spurgte, om jeg var klaustrofobisk) og yderligere et par minutter på at tømme mine lommer og komme af med nøgler, armbåndsur og pen, som kunne blive til missiler inde i MR'ens potente magnet Mark.

Jeg lagde mig på en smal palle, der gled ind i maskinen som en skuffe i et lighus. Maskinen stønnede og klirrede, mens den kiggede ind i mit kranium, og blev derefter tavs. Med et blidt susen gled pallen ud, og jeg slappede af. På cirka den tid, det tager at brænde et par cd'er på min bærbare computer, lænede Peterson sig over en skærm og viste mig et detaljeret sort-hvidt billede af min hjerne.

Hjernescanninger som den, jeg havde, er nu rutine, bruges til alt fra at opdage tegn på slagtilfælde til at opsøge formodede tumorer. Men forskere som Peterson presser MRI-teknologien længere, end nogen engang troede, den kunne gå. I det sidste årti eller deromkring er MR blevet ombygget til at afsløre ikke kun hjernens anatomi, men også den måde, hjernen fungerer på.

Mens konventionelle MR-scanninger, som den Peterson gav mig, afslører fysiologiske strukturer, kan en variation kaldet funktionel MR (fMRI) nu også afbilde blodgennemstrømningen over tid, så forskerne kan se, hvilke områder af hjernen der er aktive under visse opgaver.

Faktisk har fMRI-undersøgelser i løbet af de sidste par år givet forskere overraskende billeder af hjernen, der faktisk arbejder. En endnu nyere udvidelse er MRI-spektroskopi, en anden form for funktionel billeddannelse, der overvåger aktiviteten af ​​bestemte kemikalier i hjernen - giver andre spor til hjernens funktion end fMRI gør. Og senest har forskere været banebrydende for en MR-teknik kaldet diffusion tensor imaging (DTI), der producerer 3-D billeder af det skrøbelige, edderkoppede netværk af ledninger, der forbinder en del af hjernen med en anden.

MRI er blevet, siger Robert Desimone, direktør for McGovern Institute for Brain Research ved MIT, det mest kraftfulde værktøj til at studere den menneskelige hjerne. Jeg sammenligner det med opfindelsen af ​​teleskopet for astronomer. Desimone bemærker, at ankomsten af ​​teleskopet ikke umiddelbart revolutionerede den videnskabelige forståelse af universet. Det tog tid, da forskere lærte at bruge deres nye værktøj.

Det samme sker med MR, siger Desimone. Forskere er lige nu begyndt at indse potentialet i disse teknikker, som først blev meget brugt på mennesker for omkring 15 år siden. Du ser en masse spænding i feltet, siger Desimone.

Adskillige tekniske fremskridt har bidraget til MR's forbedring. Øverst på listen er udviklingen af ​​mere kraftfulde MR-magneter, som muliggør mere detaljerede scanninger med højere opløsning. Hvad megapixels er for et digitalkamera, teslaer, et mål for magnetfeltstyrke, er for MRI'er: Jo mere du har, jo bedre er billedkvaliteten. De nyeste MRI'er genererer magnetfelter på omkring syv teslaer, mange tusinde gange stærkere end Jordens magnetfelt og mindst dobbelt så stærke som dem, der typisk bruges på hospitaler. (Nogle forskningscentre, herunder McGovern Institute, har 9,4-tesla MRI-scannere til dyreforsøg.)

En anden vigtig udvikling er en række stadig mere komplekse metoder til computeranalyse. Disse giver forskere mulighed for at udtrække mere og bedre information fra scannerdata og har forbedret ikke kun fMRI, men også MR-spektroskopi og DTI.

Det ultimative mål med hjernebilledforskning er at hjælpe med at forklare, hvordan milliarder af neuroner og forbindelser i hjernen giver anledning til tanker. Men forskere anvender også de nye MR-teknikker til et mere praktisk, umiddelbart mål: at forbedre diagnosticering og behandling af psykiske sygdomme og indlæringsforstyrrelser. Håbet er, at MR-billeddannelse vil give en langt mere præcis diagnose af psykiatriske sygdomme, hvis symptomer kan ligne hinanden, hvilket forhindrer mange års lidelse for patienter, der tager den forkerte medicin.

Som en del af denne indsats bruger forskere MRI til at undersøge årsagerne til ikke kun psykiatriske lidelser, men til alle former for hjerneabnormiteter og indlæringsforstyrrelser, inklusive dem, der ofte findes hos børn født for tidligt. Og mens forsøg på at bruge hjernebilleddannelse til at forbedre psykiatrisk sundhedspleje har haft ringe succes i løbet af det sidste årti, giver de nye MR-teknologier - i det væsentlige langt stærkere teleskoper på sindet - nyt håb om at finde bedre måder at gribe ind på.

Bipolært fingeraftryk

En af lederne i bestræbelserne på at få MRI til at diagnosticere og behandle psykiatriske lidelser er John Port på Mayo Clinic i Rochester, MN. Port er en neuroradiolog, der begyndte sin karriere med at studere elektroteknik og datalogi ved MIT og senere opnåede en PhD i cellebiologi og en MD fra University of Illinois. Så han er i en god position til at forske i både grundlæggende MR-teknologi og dens anvendelser til medicin.

Ports arbejde med MR kunne have bred anvendelse i psykiatrien, men indtil videre koncentrerer han sig om sin særlige interesse: bipolar lidelse. Bipolar lidelse, også kaldet maniodepression, er karakteriseret ved humørsvingninger fra vild overflod til dyb depression, med perioder med stabilitet imellem. Røntgenbilleder eller konventionelle MR'er viser ingen forskel mellem hjernen hos mennesker med bipolar lidelse og dem uden; medicinske tidsskrifter er fyldt med mislykkede forsøg på at bruge billeddiagnostik til at finde karakteristiske tegn på sygdommen.

Port mener, at mange af disse forsøg var videnskabeligt fejlbehæftede. Jeg har en liste over kæledyr, der er en kilometer lang, siger han. Der er en million undersøgelser, men patienterne kan være på seks forskellige lægemidler. Så når du ser noget andet, er det så medicinen? Eller sker der noget? Et andet problem med mange tidligere undersøgelser, siger han, er, at de omfattede for få patienter. Du kan ikke fortælle noget fra 10 patienter. Meget af forskningen har ikke været så streng, som den burde være.

På trods af mange års arbejde ved neuroforskere stadig ikke, hvad der forårsager bipolar lidelse, eller præcis hvilke dele af hjernen, der er involveret. Den manglende viden har i høj grad hæmmet søgen efter sikrere og mere effektive måder at behandle sygdommen på. De vigtigste lægemidler til bipolar lidelse, lithium og Depakote, har eksisteret i årtier.

Begge blev opdaget ved et uheld, da forskere, der forsøgte at gøre noget andet, bemærkede, at stofferne lindrede symptomerne hos patienter med bipolar lidelse. Og selvom stofferne kan være rimeligt effektive hos nogle mennesker, har lægerne ingen idé om, hvordan de virker, eller hvilke patienter der er mest tilbøjelige til at få gavn af. For at finde bedre lægemidler skal forskere være i stand til at målrette de nøjagtige mekanismer eller strukturer involveret i bipolar lidelse.

Fastlæggelse af mekanismerne kunne også føre til en mere præcis evaluering af lidelsen. Ofte stilles diagnosen i psykiatrien ved en slags trial and error, hvor en psykiater laver et kvalificeret gæt baseret på adfærd eller selvrapporterede symptomer hos en patient, ordinerer en medicin og ser, om det hjælper eller ej. Hvis det ikke gør det, overvejer psykiateren en anden diagnose og en anden medicin, indtil noget begynder at virke.

Det, psykiatere har brug for, er en test, der vil give dem svaret: denne patient har sygdommen eller ikke, siger Port. Han og andre forskere håber, at MR-scannere vil give den endelige diagnose. Og for dem i mental-sundhedsfaget ville det ændre alt. Jeg dedikerer resten af ​​min karriere til at komme med en billeddiagnostisk test, der vil hjælpe psykiatere med at diagnosticere bipolar lidelse og andre sygdomme, siger Port.

I morgen: Et dybere kig på teknologierne inden for MR-spektroskopi og DTI.

Paul Raeburns seneste bog er Bekendt med Natten , en erindringsbog om at opdrage børn med depression og bipolar lidelse.

Hjemmesidebillede udlånt af John Port.

skjule