211service.com
Hvorfor vågnede Terry Wallis op efter 19 år i sengen?
I 2003, 19 år efter en bilulykke efterlod ham i en minimal bevidst tilstand, begyndte 39-årige Terry Wallis spontant at tale. Nu har forskere ved hjælp af specialiserede MR-scanninger undersøgt Wallis' hjerne og fundet bemærkelsesværdige ændringer i hans hvide substans. Resultaterne kunne en dag hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvad der sker i hjernen hos patienter med minimal bevidsthed, og hvordan nye indgreb kan vække dem tilbage til fuld bevidsthed.
Diffusionstensorbilleder af en hjerne ved første scanning (venstre) og 18 måneder senere (højre). Farven viser retningen af hvide stoffibre, f.eks. grøn for anterior-posteriore fiberkanaler. Stort rødt område i anden scanning (pil) viser, hvad forskerne tror er vækst af nye neurale processer i en del af hjernen, der styrer bevægelse. (Kredit: Weill Cornell Citigroup Biomedical Imaging Center/Henning U. Voss.)
Minimal bevidsthed er ikke ualmindeligt efter en alvorlig hjerneskade, der påvirker mindst 25.000 mennesker i USA. Men i modsætning til et koma, som normalt kun varer et par uger efter en ulykke, kan en minimalt bevidst tilstand forlænges i måneder eller år. Patienter er for det meste ubevidste om deres omgivelser og ude af stand til at kommunikere, men de kan lejlighedsvis udtale ord, række ud efter genstande eller svare på spørgsmål. (Denne tilstand er forskellig fra den vegetative tilstand, som også kan vare i måneder eller år, men er ikke karakteriseret ved en sådan intermitterende bevidsthed.)
Forskere ved meget lidt om, hvad der sker i hjernen under så lange strækninger med nedsat bevidsthed. Både menneske- og dyreforskning i de senere år har vist, at den voksne hjerne har en vis kapacitet til selvreparation. Patienter med slagtilfælde kan for eksempel nogle gange genvinde tale eller motorisk funktion, når nervebaner i hjernen omorganiseres for at kompensere for skadede områder. Og nogle patienter genvinder bevidstheden efter måneder eller endda år, som i Wallis' bemærkelsesværdige tilfælde. Men læger ved endnu ikke, hvordan de skal forudsige, hvem der vil få det bedre, og der findes kun få behandlinger, der kan øge den medfødte omorganisering, der finder sted. Nye hjernebilledteknikker, såsom dem, der bruges til at generere scanninger af Wallis hjerne, kan hjælpe med at ændre det.
Wallis' bedring begyndte med ét ord, mor. Selvom sådanne ytringer ikke er ukendte hos patienter med minimal bevidsthed, blev hans læger og familie overraskede, da hans tale fortsatte med at blive bedre. For at forsøge at finde ud af kilden til Wallis' sjældne tilbagevenden til bevidsthed, et team ledet af neurolog Nicholas skib , fra Weill Medical College ved Cornell University i New York, brugte en ny variation af magnetisk resonansbilleddannelse kaldet diffusion tensor imaging (DTI). Denne teknik kan give forskerne et detaljeret billede af hjernens fiberkanaler - de neurale processer, der videresender beskeder mellem forskellige dele af hjernen. (Se TR10: Diffusion Tensor Imaging, marts/april 2006.) Det var aldrig blevet brugt til at undersøge en patient med minimal bevidsthed før.
Den første DTI-scanning, registreret otte måneder efter hans første ord, viste, at Wallis havde en dyb hjerneskade. Sammenlignet med hjernen hos 20 normale forsøgspersoner viste både den overordnede struktur og nervefibrene i hans hjerne en alvorlig degeneration. Det er i sig selv en stor viden - at han kunne have så meget skade og stadig have denne form for bedring år senere, siger Schiff.
Men videnskabsmænd opdagede også, at et stort område bagerst i hans hjerne så ud til at have flere fibre end normalt, alle orienteret i samme retning - hvilket tyder på, at nye veje var spiret til at forbinde forskellige hjernestrukturer. Dette usædvanlige mønster omfattede en del af hjernen kendt som precuneus, som er meget aktiv under bevidst vågenhed, men mindre aktiv under søvn eller anæstesi, siger Steven Laureys , en neurolog ved University of Liege i Belgien.
Atten måneder efter den første scanning havde Wallis forbedret sig endnu mere - han kunne bevæge sine tidligere lammede underekstremiteter, en bedring, der var lige så uventet, som han genfandt talen, siger Schiff. Da forskerne fotograferede hans hjerne for anden gang, fandt de ud af, at det usædvanlige område i ryggen var normaliseret, mens en anden region, i et område, der regulerer bevægelse, så ud til at være blevet mere forbundet. Resultaterne blev offentliggjort i denne uge i Journal of Clinical Investigation .
Forskerne teoretiserer, at de ændringer, de så i hjernebillederne, svarer til vækst af nye neuronale forbindelser. Denne vækst kan sætte gang i genopretningen af forskellige funktioner, såsom sprog og bevægelse. Hvorfor dukkede han op? Det kan ingen af os svare på, siger Joy Hirsch , en neurovidenskabsmand ved Columbia University, som ikke var involveret i den aktuelle undersøgelse, men som samarbejder med forskerne om andre projekter. Men det tyder på en biologisk underbygning til bedring.
James Bernat, en neurolog ved Dartmouth Medical School i Hanover, NH, advarer mod at drage en for bred konklusion fra Wallis' bedring: folk har en tendens til at gå ind i en minimal bevidst tilstand efter at have lidt diffus skade på de neurale processer i hjernen i stedet for massiv død af selve neurale celler , og sådanne skader kan være lettere at komme sig fra. Men han siger, at det faktum, at Wallis' motoriske forbedringer korrelerer med en neural ændring i et hjerneområde, der styrer bevægelse, er særligt spændende. Vi skal finde ud af, hvor ofte det sker, og hvorfor det sker, siger Bernat.
Selvfølgelig er det under alle omstændigheder svært at ekstrapolere fra denne ene ekstraordinære sag. Ingen ved, hvordan Wallis hjerne så ud før ulykken eller før han begyndte at tale igen. Og det er uklart, hvorfor disse specifikke dele af hjernen var i stand til at regenerere, eller hvordan de særlige vækstmønstre hjalp Wallis med at komme sig. Men resultaterne understreger, hvor vigtigt det er at studere minimalt bevidste patienter. Jeg tror, at dette papir fungerer som et fyrtårn - det antyder, at der er mekanismer til at komme ind i bevidstheden, selvom vi ikke forstår dem, siger Hirsch. Dette er et meget håbefuldt tegn for et felt, der ikke har fået meget opmærksomhed fra den medicinske og videnskabelige verden.
Laureys, som skrev en kommentar, der fulgte med avisen, tilføjer, at han håber, at resultaterne vil ændre den følelse af håbløshed, som mange læger føler for minimalt bevidste eller vegetative patienter. Selvom læger ved, at hjernen kan omorganisere sig selv ved at danne nye neurale forbindelser gennem hele livet (et fænomen kaldet neuroplasticitet), siger Laureys, at de tidligere troede, at denne proces løb tør for damp kort efter en skade. Men han håber, at denne sag vil få dem til at genoverveje. Efter mange år er der stadig gang i en masse plasticitet med meget betydelige kliniske konsekvenser, siger han.
I sidste ende håber lægerne at finde specifikke tegn i hjernen, der forudsiger, hvilke patienter der vil få det bedre. De håber også at udvikle målrettede behandlinger, der kan hjælpe den proces videre. Men vi kan ikke besvare de spørgsmål uden ordentlige kontrolundersøgelser, siger Hirsch.
Cornell-forskerne håber nu at studere et større antal mennesker i den minimalt bevidste tilstand for at forsøge at få et mere systematisk billede af de mekanismer, der ligger til grund for bedring.