Independent: Ученые нашли способ вылечить амнезию
Джереми Лоренс
Во время экспериментальной операции на мозге 50-летнего мужчины ученые, похоже, наткнулись на разгадку механизма работы памяти.
Неожиданный прорыв стал результатом эксперимента, первоначальной задачей которого было при помощи дающей все больше результатов техники глубокой стимуляции головного мозга подавить аппетит мужчины (он страдает ожирением). В мозг пациента хирурги ввели электроды, на которые подавался электрический ток. Вместо того чтобы потерять аппетит, он испытал сильный наплыв воспоминаний. Ему удалось в мельчайших подробностях восстановить в памяти события 30-летней давности. Дополнительные испытания показали, что при подаче тока вследствие стимуляции мозга у мужчины резко возрастали когнитивные способности.
В настоящее время ученые проводят первые испытания этого метода на людях, страдающих болезнью Альцгеймера. Если они увенчаются успехом, "пейсмекерный механизм" для мозга может подарить надежду тем, кто страдает этим дегенеративным расстройством, – а таких в одной только Великобритании 450 тысяч.
Возглавляет исследование Андрес Лозано, профессор нейрохирургии из больницы Toronto Western Hospital (Онтарио). По его словам, новый метод применен к трем пациентам и первые результаты позволяют надеяться на успех.
Профессор Лозано сказал: "Впервые в мозг человека имплантированы электроды, которые улучшают память – и этот эффект доказан. Мы управляем деятельностью мозга, повышая его чувствительность и таким образом усиливая действие мнемонического механизма. Если событие активизирует этот механизм, пациент с большей вероятностью сохранит его в памяти и сможет вспомнить".
По словам Лозано, открытие явилось "полной неожиданностью" как для него самого, так и для его коллег. Они оперировали мужчину весом в 190 кг (420 фунтов) с целью найти участок его мозга, ответственный за аппетит, и с его помощью избавить пациента от ожирения. Все предыдущие попытки ограничить его рацион провалились, и нейрохирургия стала последним шансом несчастного.
Операция не помогла победить ожирение. Но когда ученые начали искать в области гипоталамуса (чувство голода связано именно с этой областью мозга) точки, ответственные за подавление аппетита, мужчина вдруг сказал, что на него нахлынули воспоминания.
"Пациент рассказал, что вспоминает, как они с друзьями гуляли в парке, когда ему было около 20 лет, причем по мере увеличения интенсивности стимуляции, воспоминания становились более яркими. Он вспомнил девушку, с которой (тогда) встречался... Воспоминания предстали перед ним в цвете. Мужчина был в состоянии различить одежду, в которую были одеты люди, но расслышать, что они говорят, не мог", – пишут исследователи в сегодняшнем выпуске Annals of Neurology.
Мужчину, имя которого не названо, также просили попытаться запомнить несколько рядов объединенных в пары объектов. После стимуляции гипоталамуса на протяжении трех недель результаты двух мнемонических тестов значительно улучшились. Кроме того, когда на электроды подавали ток, он гораздо лучше запоминал ряды не связанных друг с другом объектов, объединенных в пары.
Вчера в интервью The Independent профессор Лозано сказал: "Его результаты резко улучшились. Когда мы подавали ток, активизировался мнемонический механизм и наблюдалось усиление когнитивных способностей. Повышение напряжения приводило к внезапным воспоминаниям о не связанных друг с другом событиях. При определенном уровне напряжения пациент переключался на сцену (в парке). По мере дальнейшего повышения напряжения он вспоминал больше подробностей, но когда ток отключали, они быстро исчезали из памяти".
Ученый мир удивлен этим открытием, поскольку гипоталамус, как правило, не относили к тем участкам мозга, благодаря которым действует механизм памяти. Контакты, действие которых быстрее всего заставляло пациента погружаться в воспоминания, были расположены рядом со сводом головного мозга. Они стимулировали нервный узел, ответственный за передачу сигналов в лимбической системе, которая расположена рядом с гипоталамусом и задействуется в механизме памяти и, кроме того, обуславливает эмоции человека.
Профессор Лозано является ведущим в мире специалистом по глубокой стимуляции головного мозга. Он прооперировал около 400 пациентов с болезнью Паркинсона, а технику глубокой стимуляции использует для лечения депрессии – в этой области он провел 28 операций. По его словам, открытие показывает, что данная техника может оказаться полезной в стимуляции памяти и открывает широкие перспективы.
"Это открытие позволяет нам выяснить, какие области мозга участвуют в механизме памяти. Оно дает нам возможность осуществлять оперативное вмешательство, как это уже делается в случае с болезнью Паркинсона и расстройствами настроения, например, депрессией. Этот метод лечения полезен для терапии людей, имеющих проблемы с памятью", – сказал Лозано.
Новый подход ученые испытывают на 6 пациентах с болезнью Альцгеймера. В рамках первой фазы испытаний предполагается подтвердить безопасность методики. Трем подопытным уже имплантированы электроды. Они подсоединены к кабелю, который проходит под черепной коробкой и затем по шее в батарейный отсек, расположенный под кожей грудной клетки. "Пейсмекерный механизм" подает постоянный ток низкого напряжения, который не ощущается пациентом, но стимулирует его мозг.
Профессор Лозано сказал: "Используется то же устройство, что и для лечения болезни Паркинсона. Электроды введены в те же самые области гипоталамуса – мы хотим проверить, удастся ли нам восстановить результаты первого эксперимента. Мы полагаем, что стимулируемый мнемонический механизм расположен совсем рядом, в непосредственной близости от гипоталамуса. Данный метод отлично показал себя в лечении проблем с моторикой, которые возникают при болезни Паркинсона, и уже успешно применен к 40 тыс. пациентов. Мы совсем недавно начали использовать его для терапии болезни Альцгеймера и пока не знаем, сработает ли он. Наша задача – понять, сможем ли мы найти мнемонический механизм и повысить эффективность его работы. Это новый подход к решению данной проблемы".
Британское ученое сообщество восприняло открытие благосклонно. Андреа Мализиа, старший преподаватель психофармакологии в Бристольском университете, занимается глубокой стимуляцией головного мозга применительно к лечению депрессии. "Если бы они просто сказали: "Давайте вставим в гипоталамус электрод, чтобы частично снять симптомы болезни Альцгеймера", – у меня возник бы вопрос: "А почему именно в гипоталамус?" – говорит Мализиа. – Но если они по счастливой случайности сделали открытие, это хорошо. Многие научные открытия делаются по счастливой случайности".
Аиша Хан, которая отвечает за взаимодействие с научным миром в Alzheimer's Disease Society, сказала: "Это последнее слово в науке. Все замечательно, но пока результат достигнут лишь у одного человека. Необходимо провести большой объем дополнительных исследований".
Как работает глубокая стимуляция головного мозга
Глубокая стимуляция головного мозга более 10 лет используется для лечения широкого спектра заболеваний, в том числе депрессии, хронических болей, болезни Паркинсона и других двигательных расстройств.
Терапия болезни Паркинсона оказалась настолько успешной, что 40 тыс. пациентов по всему миру сейчас живут с имплантированными в мозг электродами, которые управляются зашитыми в грудную клетку "пейсмекерами".
Устройства становятся все меньше, их имплантация требует все менее рискованных операций, а расположение участков мозга, которые необходимо стимулировать, продолжает уточняться, так что спрос на такие операции, как ожидается, будет быстро расти. Хотя операция стоит недешево, она позволяет сэкономить колоссальные деньги за счет сокращения трат на уход за больным и его лечение. После вмешательства человек не зависит от приема каких бы то ни было медикаментов, а сама операция обратима.
Электроды имплантируются под местным наркозом, причем пациент находится в сознании. Перед операцией нейрохирург проводит магнитно-резонансную томографию и определяет точку, куда нужно ввести электроды. Затем он проводит трепанацию – делает отверстие в черепе, – вводит электроды и провода. Подавая на электроды напряжение и наблюдая за реакцией пациента, хирург может убедиться, что они установлены правильно.
Для лечения различных заболеваний воздействие оказывается на различные участки мозга. При болезни Паркинсона электроды вводят в субталамический нервный центр; при депрессии – в 25-ю зону поясного отдела коры головного мозга.
Техника глубокой стимуляции головного мозга была разработана во Франции. Управление по контролю над продуктами питания и лекарственными средствами США лицензировало ее применение для лечения тремора в 1997 году. На территории Великобритании такие операции проводятся в отделениях National Hospital for Neurology and Neurosurgery в Лондоне, Бристоле, Оксфорде и ряде других центров.
Название процедуры несколько ошибочно, поскольку она часто предполагает подавление электрической активности в том или ином участке мозга, а не ее стимуляцию. В равной мере эта методика предполагает и восстановление баланса между участками мозга, которые вступают в противоречие друг с другом, из-за чего у больных некоторыми разновидностями болезни Паркинсона наблюдается тремор.