Andres Lozano: Parkinson, depressie en de schakelaar die ze kan uitzetten

Diepe hersenstimulatie wordt steeds nauwkeuriger. Deze techniek maakt het chirurgen mogelijk om elektroden te plaatsen in bijna elk gebied van de hersenen, en ze harder of zachter te zetten - net als een radio of thermostaat - om de disfunctie te corrigeren. Een dramatisch overzicht van opkomende technieken, waarbij een vrouw met Parkinson direct stopt met trillen en door de ziekte van Alzheimer aangetaste hersengebieden weer tot leven worden gewekt. (Gefilmd TEDxCaltech.)

Om te beginnen:

niet alle neurochirurgen lopen
op cowboylaarzen.

Dat wou ik even duidelijk maken.

Ik ben inderdaad neurochirurg,

en ik volg een lange traditie
van neurochirurgie.

Vandaag wil ik het hebben over

het inregelen van de hersenen.

We kunnen nu overal
in de hersenen komen

en hersengebieden
stimuleren of kalmeren

om onze patiënten te helpen.

Zoals ik zei:
neurochirurgie kent een lange traditie.

Ze is al ongeveer 7000 jaar oud.

In Meso-Amerika deden ze
al aan neurochirurgie.

Neurochirurgen behandelden patiënten.

Ze wisten dat de hersenen te maken hadden

met neurologische en psychiatrische ziektes.

Ze wisten niet precies wat ze deden.

Nog steeds niet, trouwens.
(Gelach)

Maar zij dachten dat

neurologische of
psychiatrische ziekten

kwamen doordat je bezeten was

door een boze geest.

Bij bezetenheid
door een boze geest die

neurologische of psychiatrische
problemen veroorzaakt,

is de beste behandeling, natuurlijk,

een gat in je schedel maken
om de boze geest te laten ontsnappen.

Zo dachten ze toen,

en deze mensen hier zijn daarmee bezig.

Patienten waren soms wat onwillig

om dit te ondergaan. Dat blijkt uit

de vorm van de gaten. Ik denk dat

ze na de trepanatie wegvluchtten.

Het bleef bij een gedeeltelijk gat.

We weten dat ze deze procedures overleefden.

Het was standaardprocedure.

Op sommige locaties heeft 1%
van de schedels dit soort gaten.

Op sommige locaties heeft 1%
van de schedels dit soort gaten.

Neurologische en psychiatrische ziektes
kwamen dus vrij vaak voor,

7000 jaar geleden en nu ook nog.

Intussen weten we

dat verschillende delen van de hersenen
verschillende dingen doen.

dat verschillende delen van de hersenen
verschillende dingen doen.

Zo zijn er hersengebieden die
je beweging of gezichtsvermogen,

Zo zijn er hersengebieden die
je beweging of gezichtsvermogen,

je geheugen of je eetlust regelen, enzovoort.

Als het goed gaat, werkt het zenuwstelsel

en is alles pico bello.

Maar af en toe
gaat het niet zo goed,

en zijn er storingen
in deze schakelingen.

Ontregelde neuronen
geven verkeerde signalen,

wat problemen geeft.
Soms zijn ze onderactief

en werken ze niet helemaal naar behoren.

Dat geeft symptomen

die afhankelijk zijn van de plaats
van die neuronen in het brein.

Bij neuronen uit het bewegingscircuit,

krijg je bewegingsstoornissen,

zoals de ziekte van Parkinson.

Bij storingen in een circuit
dat je stemming regelt,

krijg je depressies en dergelijke.

Storing in een regelcircuit van
je geheugen en cognitieve functies

geeft zoiets als de ziekte van Alzheimer.

We kunnen nu lokaliseren
waar deze storingen optreden

We kunnen nu lokaliseren
waar deze storingen optreden

en ingrijpen in deze circuits

om ze harder of zachter te laten werken.

Je kan het vergelijken met
zoeken naar de juiste radiozender.

Je kan het vergelijken met
zoeken naar de juiste radiozender.

Heb je de juiste zender gevonden,
of het nu jazz of opera is --

in ons geval beweging of stemming --

dan kun je die knop daarop laten staan

en met een tweede knop
het volume aanpassen,

om hem harder of zachter te laten spelen.

Ik ga jullie vertellen over

hoe we in de hersencircuits
elektroden implanteren

om hersengebieden te stimuleren of te kalmeren
in de hoop onze patiënten te helpen.

om hersengebieden te stimuleren of te kalmeren
in de hoop onze patiënten te helpen.

Dat gaat met dit soort apparaat.

Het heet diepe hersenstimulatie.

We plaatsen elektroden
in de hersenen.

Ook wij maken gaten in de schedel,
ter grootte van een cent,

en plaatsen er een elektrode in.

Deze elektrode zit volledig onder de huid

en gaat naar een pacemaker in de borst.

Met een afstandsbediening,
bijna als van een tv,

bepalen we de toevoer van elektriciteit

in deze hersengebieden:

harder of zachter,
aan of uit.

Wereldwijd kregen al 100.000 patiënten diepe hersenstimulatie.

Wereldwijd kregen al 100.000 patiënten diepe hersenstimulatie.

Nu wat voorbeelden van

diepe hersenstimulatie
ter behandeling van bewegingsstoornissen,

stemmingsstoornissen en
cognitiestoornissen.

Zo ziet het er ongeveer uit
in de hersenen.

De elektrode gaat
door de schedel de hersenen in

en wordt vastgezet
waar we maar willen.

Ik zeg wel eens dat geen neuron
veilig is voor een neurochirurg.

We kunnen nu vrij veilig
zowat overal in de hersenen komen.

We kunnen nu vrij veilig
zowat overal in de hersenen komen.

Mijn eerste voorbeeld is een patiënt

met de ziekte van Parkinson.

Deze dame heeft de ziekte van Parkinson.

Ze heeft elektroden in haar hersenen.

Ik toon eerst wat haar Parkinsonsymptomen zijn
met de elektroden uitgeschakeld.

Ik toon eerst wat haar Parkinsonsymptomen zijn
met de elektroden uitgeschakeld.

Daarna zullen we inschakelen.

Nu ziet het er zo uit.

De elektroden zijn nu uitgeschakeld
en je kunt zien dat ze een tremor heeft.

(Video) Man: Oké. Vrouw: Het lukt niet.
Man: Kan je mijn vinger aanraken?

(Video) Man: Dat is een beetje beter.
Vrouw: Die kant is beter.

We gaan nu inschakelen.

Het is aan.
Net ingeschakeld.

Het werkt onmiddellijk.

Het verschil tussen op deze manier schudden en niet --

(Applaus)

Het verschil tussen op deze manier schudden en niet
houdt verband met het wangedrag

van 25.000 neuronen
in haar nucleus subthalamicus.

We weten deze lastposten nu op te sporen

en ze te vertellen: "Heren, zo is het genoeg.

Hou daar mee op."

Dat doen we met elektriciteit.

We bepalen met elektriciteit
hoe ze moeten vuren

en proberen ook hun wangedrag ermee te stoppen.

Hier onderdrukken we dus
de activiteit van abnormale neuronen.

We gingen deze techniek elders toepassen
en stuitten op een fascinerend probleem: dystonie.

We gingen deze techniek elders toepassen
en stuitten op een fascinerend probleem: dystonie.

We gingen deze techniek elders toepassen
en stuitten op een fascinerend probleem: dystonie.

Dystonie is een aandoening bij kinderen.

Het is een genetische aandoening.
Ze veroorzaakt verwringingen.

Deze kinderen geraken geleidelijk
meer en meer verwrongen

totdat ze niet meer kunnen ademen.

Ze krijgen zweren, blaasinfecties,
en uiteindelijk sterven ze.

In 1997 zag ik deze jongen,

verder volkomen normaal.
Hij heeft een genetische vorm van dystonie.

Er zijn acht kinderen in het gezin.

Vijf hebben dystonie.

Hier is hij.

Deze jongen van negen
was volkomen normaal tot hij zes was.

Toen begon hij zijn lichaam te draaien,
eerst de rechtervoet

dan de linkervoet, vervolgens
de rechterarm, dan de linkerarm,

dan de romp.
Toen hij hier aankwam,

één tot twee jaar
na het begin van de ziekte,

kon hij niet langer lopen of staan.

Hij was kreupel.
De natuurlijke progressie

is geleidelijk steeds meer verwrongen

en steeds meer gehandicapt worden.
Veel van deze kinderen overleven het niet.

Hij is van een gezin van vijf.

Hij kon alleen maar wat rondkruipen
op zijn buik zoals hier.

Geen enkel geneesmiddel hielp.

We wisten niet wat te doen met deze jongen.

We wisten niet hoe of waar
in de hersenen te opereren.

We wisten niet hoe of waar
in de hersenen te opereren.

Maar op basis van onze resultaten bij Parkinson,

redeneerden we: waarom zouden we niet

hetzelfde gebied in de hersenen onderdrukken

als bij Parkinson
en kijken wat er gebeurt?

We opereerden hem

in de hoop dat hij beter zou worden.
We wisten het niet.

Hij is nu terug in Israël, waar hij woont.

Hier is hij drie maanden na de procedure.

(Applaus)

Op basis van dit resultaat
is dit nu een procedure

die in de hele wereld wordt toegepast.

Honderden kinderen

zijn al geholpen met deze chirurgie.

Deze jongen is nu aan de universiteit

en leidt een heel normaal leven.

Dit was een van de meest bevredigende gevallen

in mijn hele carrière:

deze kinderen weer laten bewegen en lopen.

(Applaus)

Konden we deze technologie, naast
in beweging, ook in andere gevallen toepassen?

Konden we deze technologie, naast
in beweging, ook in andere gevallen toepassen?

Konden we deze technologie, naast
in beweging, ook in andere gevallen toepassen?

Het volgende dat we aanpakten,
waren circuits die je stemming regelen.

Het volgende dat we aanpakten,
waren circuits die je stemming regelen.

We besloten om depressie aan te pakken.

Omdat depressie een zo veel voorkomende ziekte is

en er zoveel behandelingen voor bestaan,

met medicatie en psychotherapie,

zelfs elektroconvulsieve therapie.

Maar er zijn miljoenen patiënten,

en 10 tot 20 % daarvan reageert
nergens op. Die willen we helpen.

en 10 tot 20 % daarvan reageert
nergens op. Die willen we helpen.

Kan deze techniek hier helpen?

Kan deze techniek hier helpen?

Eerst zochten we uit

waarin het brein van iemand met depressie

verschilde van een normaal brein.

Met behulp van PET-scans keken we
naar de doorbloeding van de hersenen.

Bij depressieve patiënten zijn, vergeleken met normaal, hersengebieden stilgelegd:

Bij depressieve patiënten zijn, vergeleken met normaal, hersengebieden stilgelegd:

Bij depressieve patiënten zijn, vergeleken met normaal, hersengebieden stilgelegd:

de blauwe gebieden.

Hier heb je echt de ‘blues’.

De gebieden in blauw zijn betrokken

bij motivatie, levenslust en besluitvorming.

Bij ernstig depressieve patiënten als deze

zijn deze gebieden erg aangetast
Het ontbreekt je aan motivatie en levenslust.

Wat we ook ontdekten,

was een overactief gebied, gebied 25,

hier in het rood.

Dat is het verdrietcentrum van de hersenen.

Als ik je verdrietig maak
door je bijvoorbeeld te herinneren

aan de laatste keer dat je je ouders
of een vriend zag voordat ze stierven,

aan de laatste keer dat je je ouders
of een vriend zag voordat ze stierven,

dan licht dit hersengebied op.

Het is het verdrietcentrum van de hersenen.

Bij depressieve patiënten is het hyperactief.

Dat hersengebied
is dan roodgloeiend,

terwijl de levenslust- en motivatie-
gebieden niet meer actief zijn.

terwijl de levenslust- en motivatie-
gebieden niet meer actief zijn.

Konden we door elektroden
te plaatsen in dit verdrietgebied

de thermostaat lager krijgen?

De activiteit afzwakken?

Welk gevolg zou dat hebben?

We implanteerden elektroden
bij patiënten met depressie.

Samen met mijn collega
Helen Mayberg van Emory,

plaatsten we elektroden in gebied 25.

Bovenaan zie je hoe vóór de operatie

gebied 25 rood oplichtte.

De frontale kwabben zijn blauw,
dus inactief.

Na 3 tot 6 maanden continue stimulatie,
24 uur per dag,

Na 3 tot 6 maanden continue stimulatie,
24 uur per dag,

kregen we een volledige omkering.

We konden gebied 25

tot een meer normaal niveau terugbrengen.

Ook de frontale kwabben brachten we
terug tot normale activiteit.

Ook de frontale kwabben brachten we
terug tot normale activiteit.

We zien zeer opvallende resultaten

bij patiënten met een ernstige depressie.

We zijn nu bezig met klinische proeven,
al in fase III.

Dit kan een nieuwe procedure worden --

als ze veilig en effectief is --

voor de behandeling van patiënten
met een ernstige depressie.

Ik heb je getoond
dat we met diepe hersenstimulatie

het locomotorisch stelsel kunnen behandelen

in gevallen van de ziekte
van Parkinson en dystonie.

We kunnen het gebruiken voor de behandeling
van het stemmingscircuit bij depressies.

We kunnen het gebruiken voor de behandeling
van het stemmingscircuit bij depressies.

Kunnen we diepe hersenstimulatie gebruiken
om je slimmer te maken?

(Gelach)

Iemand geïnteresseerd?

(Applaus)

Natuurlijk kunnen we dat, toch?

We besloten om de geheugencircuits
in de hersenen te gaan ‘turboladen’.

We besloten om de geheugencircuits
in de hersenen te gaan ‘turboladen’.

We besloten om de geheugencircuits
in de hersenen te gaan ‘turboladen’.

We gaan elektroden plaatsen in de circuits
die je geheugen en cognitieve functie regelen

We gaan elektroden plaatsen in de circuits
die je geheugen en cognitieve functie regelen

om te zien of we hun activiteit
kunnen opdrijven.

We gaan dat niet doen bij normale mensen.

We gaan dit doen bij mensen
met cognitieve tekorten.

We kozen voor de behandeling
patiënten met de ziekte van Alzheimer

met cognitieve tekorten en geheugentekorten.

Zoals jullie weten,
is dit het voornaamste symptoom van vroege Alzheimer.

Zoals jullie weten,
is dit het voornaamste symptoom van vroege Alzheimer.

We plaatsten elektroden in dit circuit

in een hersengebied, de fornix.

Dat is de snelweg
naar en van dit geheugencircuit.

We wilden nagaan
of we dit circuit konden activeren,

en of dat deze patiënten zou helpen.

en of dat deze patiënten zou helpen.

Nu blijkt dat bij Alzheimer

er een enorm tekort in glucosegebruik is
in de hersenen.

Het brein is een echte slokop
wat glucose aangaat.

Het verbruikt 20%
van al je glucose

al is het maar 2%
van je gewicht.

Het verbruikt dus 10 keer meer glucose
dan zou moeten op basis van je gewicht.

20% van je glucose
gaat naar je hersenen.

Als je van normaal,

via een milde cognitieve stoornis,

een voorstadium,
naar Alzheimer zelf gaat,

dan zijn er gebieden
die ophouden glucose te verbruiken.

Ze vallen uit.
Ze worden uitgeschakeld.

We zien dat deze rode gebieden

aan de buitenkant van de hersenen

geleidelijk aan blauwer worden

totdat ze volledig zijn stilgelegd.

Vergelijk het met een regionale stroompanne
in een hersengebied.

Vergelijk het met een regionale stroompanne
in een hersengebied.

De lichten gaan uit
in delen van de hersenen

bij patiënten met de ziekte van Alzheimer.

De vraag is of dat voorgoed is
of kunnen ze weer aangaan?

De vraag is of dat voorgoed is
of kunnen ze weer aangaan?

Kunnen we die gebieden
weer glucose laten verbruiken?

We implanteerden elektroden in de fornix

van patiënten met de ziekte van Alzheimer

en keken naar wat er gebeurde
met het glucoseverbruik in de hersenen.

Bovenaan zie je hoe vóór de operatie

die gebieden in blauw minder glucose
dan normaal verbruiken,

vooral de pariëtale en temporale kwabben.

Deze hersengebieden zijn stilgelegd.

De lichten zijn uit
in deze hersengebieden.

Vervolgens brengen we de DBS-elektroden aan
en wachten een maand tot een jaar.

De gebieden in het rood zijn de gebieden
met verhoogd glucoseverbruik.

De gebieden in het rood zijn de gebieden
met verhoogd glucoseverbruik.

Inderdaad slagen we erin
om deze hersengebieden

opnieuw glucose te laten verbruiken.

Dus bij Alzheimer zijn de lichten gedoofd,
maar is er nog altijd iemand thuis.

Dus bij Alzheimer zijn de lichten gedoofd,
maar is er nog altijd iemand thuis.

We kunnen deze hersengebieden

weer inschakelen

en we verwachten
dat hun functies zullen terugkeren.

Dit is nu in de testfase.

We gaan 50 patiënten
met beginnende Alzheimer opereren

We gaan 50 patiënten
met beginnende Alzheimer opereren

om te zien of we veilig
en doeltreffend

hun neurologische functie
kunnen verbeteren.

(Applaus)

De boodschap die ik vandaag wil meegeven,

is dat er verschillende hersencircuits zijn

die het laten afweten
bij verschillende stadia van ziekten.

Of het nu de ziekte van Parkinson,

depressie, schizofrenie of Alzheimer is,

we beginnen te begrijpen
wat de circuits zijn,

welke hersengebieden
verantwoordelijk zijn

voor de klinische tekens
en de symptomen van die ziekten.

We kunnen nu die circuits bereiken.

We kunnen elektroden
binnen die circuits aanbrengen.

We kunnen de activiteit
van deze circuits regelen.

Wij kunnen hen kalmeren
als ze overactief zijn,

als ze problemen in het hele brein veroorzaken.

Of we kunnen ze activeren
als ze ondermaats zijn.

We denken dat we zo het algemene functioneren
van de hersenen kunnen verbeteren.

We denken dat we zo het algemene functioneren
van de hersenen kunnen verbeteren.

Dat impliceert natuurlijk
dat we mogelijk

de symptomen van de ziekte
kunnen wijzigen.

Ook zijn er aanwijzingen

dat we misschien beschadigde hersengebieden
met behulp van elektriciteit kunnen herstellen.

In de toekomst zullen we misschien

niet alleen de activiteit kunnen veranderen,

maar ook sommige herstelfuncties

van de hersenen kunnen terugbrengen.

Ik verwacht een grote toename

van indicaties voor deze techniek.

We gaan elektroden plaatsen
voor vele hersenaandoeningen.

Een van de meest spannende dingen is

dat het gaat om multidisciplinair werk.

Ingenieurs, beeldvormingswetenschappers,

fundamentele wetenschappers, neurologen,

psychiaters, neurochirurgen werken samen.

We verwachten veel
van deze multidisciplinaire aanpak.

In de toekomst

gaan we meer van die boze geesten

uit de hersenen kunnen jagen.

Met natuurlijk als gevolg dat we

veel meer patiënten
zullen kunnen helpen.

Hartelijk dank.