Dyb hjernestimulering, eller ved hjælp af milde elektriske stød til målrettede dele af hjernen med det formål at påvirke, hvordan de fungerer, giver en helt ny tilgang til håndtering af neurologiske tilstande, der har udfordret læger i lang tid.
I årevis er det blevet brugt til behandling af Parkinsons sygdom. Ved at sende små chok til hjernerne, der kontrollerer bevægelse, kan denne stimulering hjælpe med at holde rysten fra Parkinson under kontrol.
Det fungerer som en slags pacemaker for hjernen. En kirurg indsætter en sonde i et specifikt område af hjernen, og det er forbundet med ledninger under huden til en batteripakke implanteret nær toppen af en persons bryst. En læge indstiller styrken af den elektriske puls, hvor lang tid den varer, og hvor ofte den forekommer. En type stimulering kan øge hjernecelleaktiviteten, en anden kan bremse den.
Ikke overraskende, da teknologien og behandlingen er blevet mere raffineret, er forskerne begyndt at se på andre måder, hjernestimulering kan bruges, og ikke kun til at behandle neurologiske skader som følge af Alzheimers eller traumatiske hjerneskader, men også til at tackle psykiske lidelser og endda til en vis grad adfærd. Der er for eksempel undersøgelser for at se, om det kan hjælpe folk med at stoppe med at ryge.
Her er en prøveudtagning af den nyeste hjernestimuleringsundersøgelse:
Forsinkelse af Alzheimers: Alzheimers sygdom er stadig en af medicinens mest skræmmende udfordringer, både med hensyn til at finde en årsag og udvikle en virkelig effektiv behandling. Nu gennemfører et team ledet af forskere ved Johns Hopkins University et klinisk forsøg for at se, om dyb hjernestimulering kan bremse hukommelsestab og kognitiv tilbagegang.
Undersøgelsen involverer anbringelse af implantater i hjernen hos ca. 40 patienter med mild Alzheimers sygdom og måling af progression af sygdommen over en 18-måneders periode. Specifikt implanteres enhederne i patienternes fornix - et bundt nervefibre, der forbinder venstre og højre side af hippocampus. Det er den region i hjernen, der er forbundet med hukommelsen. Teorien er, at hjernestimulering i dette område kunne bremse skaden på fornix og endda skabe nye hjerneceller i hippocampus.
Den seneste fase af forsøget, der forventes at vare fire år, fokuserede på implantaternes sikkerhed i Alzheimers patienter. Indtil videre har det ikke fundet nogen alvorlige bivirkninger.
Så længe til den store søvn ?: Forskere ved Imperial College London siger, at hjernestimulering endda kunne bruges til at lette bevægelsessyge. Forskere er ikke helt sikre på, hvad der forårsager den urolige fornemmelse, men de mener, det har at gøre med hjernen, der prøver at behandle modstridende signaler fra vores ører og vores øjne, når vi er i bevægelse. Tidligere forskning har bestemt, at et velfungerende vestibulært system - det er den del af det indre øre, der registrerer bevægelse - gør det mere sandsynligt, at nogen vil føle den kvalmende fornemmelse.
Så spekulerede forskerne på, hvad der ville ske, hvis de brugte en elektrisk strøm til at dæmpe signalerne fra det vestibulære system til hjernen. De arbejdede med 10 mænd og 10 kvindelige frivillige, der blev enige om at bære en hætte udstyret med elektroder og derefter i 10 minutter modtage en mild elektrisk strøm designet til at hæmme hjernecelleaktivitet. Det blev efterfulgt af en tur på en stol, der drejede og vippede i forskellige hastigheder for at få dem til at føle sig syge.
Det viste sig, at de, der modtog stimulering, der reducerede hjernecelleaktiviteten, var mindre tilbøjelige til at føle kvalme og kom sig hurtigere end mennesker, hvis hjerner blev stimuleret til at øge celleaktiviteten. Nu taler forskerne med potentielle partnere om at udvikle en bærbar anti-kvalmestimuleringsenhed, du kunne hente i apoteket.
Der erindres om dette: På en konference tidligere i denne måned meddelte DARPA, forskningsarmen fra forsvarsdepartementet, at patienter, der fik hjerneimplantater, scorede bedre ved hukommelsestests som en del af en undersøgelse, som den har finansieret. Traumatiske hjerneskader er et stort problem for det amerikanske militær - næsten 300.000 medlemmer af tjenesten er blevet behandlet for en siden 2000. Så DARPA leder forskningsindsats for, hvordan elektrisk stimulering kan bruges til at hjælpe mennesker med beskadigede hjerner med at skabe og hente minder.
Forskere har arbejdet med patienter med hjernekirurgi, der har meldt sig frivilligt til at være en del af hukommelsesprojektet. Målet er at klarere identificere processen for, hvordan hjernen danner og minder om minder, og derefter bruge milde chok fra implantater til at genskabe den proces. Det er kun et år ind i projektet, men DARPA siger, at baseret på resultaterne hidtil ser det ud til at være muligt at kortlægge og fortolke de neurale signaler, der kommer fra en hjerne, når den koder eller henter en hukommelse, og derefter faktisk forbedre denne tilbagekaldelse ved elektrisk stimulering målrettede dele af hjernen.
Sæt cigaretten ned: Et andet projekt i de tidlige stadier er at se på, hvordan hjernestimulering kan hjælpe folk med at kæmpe efter sugen efter cigaretter eller usund mad. Caryn Lerman, seniordirektør ved University of Pennsylvania's Abramson Cancer Center, modtog for nylig et tilskud til at undersøge, om anvendelse af elektriske stød på sektioner af den prærontale cortex bag panden - en hjerneområde bundet til selvkontrol - kan hjælpe folk med at modstå trang til engagere sig i usund opførsel.
Idéen er, at hvis denne målrettes målrettet, kan denne stimulering styrke veje, der bruges til at bekæmpe ønsket om at lyse op. Foreløbige resultater af et eksperiment, der involverede 25 rygere, fandt, at folk efter en 20-minutters session med elektriske stimulatorer, der var fastgjort til deres pande, var i stand til at vente længere, før de nåede en cigaret end dem, der fik en placebo-behandling. De ryger også færre cigaretter.
Bedring af slagtilfælde: Forskere ved Cleveland Clinic har ansøgt Food and Drug Administration (FDA) om tilladelse til at begynde at teste dyb hjernestimulering af ofre for humane slagtilfælde. Behandlingen syntes at have fungeret med rotter - det så ud til at fremme væksten af nye neuroner i hjernen.
Ikke at nogen mener, at dette kan give en kur mod slagtilfælde. Når de forekommer, afbrydes blodforsyningen til hjernen, og nogle områder lukker bare ned, mens kommunikationen til andre regioner afbrydes. Elektrisk stimulering kan ikke genoplive døde neuroner. Men det kan hjælpe med at skabe nye neurale forbindelser, især i lillehjernen, den del af hjernen, der kontrollerer frivillige bevægelser. Håbet er, at dele af hjernen, der stadig er sunde, derefter ville være bedre i stand til at kompensere for beskadigede.
Ca. 800.000 mennesker i USA lider af slagtilfælde hvert år. Og ifølge National Stroke Association er omkring halvdelen af dem, der overlever, hårdt invaliderede.
Øget empati: Men hvad med at bruge hjernestimulering til at ændre, hvordan folk føler det? Forskere ved Harvard University og Vanderbilt University har vovet sig ind på dette område med et eksperiment relateret til doling ud af retfærdighed.
De præsenterede 66 frivillige med historier om en fiktiv person ved navn John - specifikt omtalte de en række forbrydelser, han havde begået og hans mentale tilstand, da han havde begået dem. På forhånd fik nogle af deltagerne en form for hjernestimulering, der kunne forstyrre aktiviteten i den prærontale cortex, som spiller en nøglerolle ikke kun i selvkontrol, men også beslutningstagning. For andre var stimuleringsenheden tilsluttet, men tændt aldrig.
De frivillige blev bedt om at beslutte, hvor skamløs John var, og også på en skala fra 0 til 9 bestemme, hvor ekstrem hans straf skulle være. Hvad forskerne fandt, er, at de mennesker, hvis hjerneaktivitet blev forstyrret, valgte mindre alvorlige straffe.
Hvilket rejser måske det største spørgsmål om hjernestimulering: Hvornår bliver fixing af hjernen til at ændre hjernen?
