Трансплантація мозку допомогла 5 людям одужати від травм

Черепно-мозкові травми призвели до того, що більше п’яти мільйонів американців назавжди залишилися інвалідами. Їм важко зосередитися навіть на простих завданнях, і вони часто змушені звільнитися з роботи або кинути навчання.

опублікував дослідження Понеділок подарував їм проблиск надії. П’ятьом людям із черепно-мозковими травмами середнього та важкого ступеня вживили електроди в голови. Коли електроди стимулювали їхній мозок, їхні результати в когнітивних тестах покращилися.

Якщо результати більших клінічних випробувань витримають, імплантати можуть стати першим ефективним засобом лікування хронічної травми головного мозку, кажуть дослідники.

«Це перший доказ того, що ви можете перемістити диск, щоб вирішити цю проблему», — сказав доктор Ніколас Шифф, невролог з Медичного коледжу Вейла Корнелла в Нью-Йорку, який керував дослідженням.

Джина Арата, одна з волонтерів, яка перенесла трансплантацію, мала 22 роки, коли вона потрапила в автомобільну аварію, через яку у неї виникла втома, проблеми з пам’яттю та неконтрольовані емоції. Вона відмовилася від своїх планів відвідувати юридичний факультет і жила з батьками в Модесто, Каліфорнія, не маючи можливості зберегти роботу.

У 2018 році, через 18 років після аварії, пані Арата пересадили трансплантат. Вона сказала, що її життя кардинально змінилося. «Я можу бути нормальною людиною і вести розмову», — сказала вона. «Дивовижно, як я бачив, як я покращився».

Доктор Шифф і його колеги розробили експеримент на основі багаторічних досліджень структури мозку. Ці дослідження показують, що наша здатність зосереджуватися на завданнях залежить від мережі областей мозку, з’єднаних між собою довгими гілками нейронів. Області посилають сигнали одна одній, створюючи цикл зворотного зв’язку, який підтримує активність усієї мережі.

Доктор Шифф та його колеги припустили, що раптове зіткнення з мозком — наприклад, у результаті автомобільної аварії чи падіння — може розірвати деякі з міжміських з’єднань мережі та ввести людей у ​​кому. Під час процесу відновлення мережа може самостійно відновити живлення. Але якщо мозок сильно пошкоджений, він може не повністю відновитися.

Доктор Шифф і його колеги визначили структуру в глибині мозку як критичний центр мережі. Відоме як центральне латеральне ядро, це тонкий шар нейронів розміром і формою приблизно з кору мигдалю.

Людський мозок містить дві такі структури, по одній у кожній півкулі. Здається, вони допомагають мозку заспокоїтися вночі перед сном і стимулюють мозок вранці. Стимуляція нейронів у цих областях Це може розбудити сплячу мишупоказали дослідження доктора Шиффа.

Ці дослідження підвищили ймовірність того, що стимуляція центральних латеральних ядер може допомогти людям із черепно-мозковою травмою відновити концентрацію та увагу.

Хірурги регулярно імплантують електроди пацієнтам із хворобою Паркінсона. Невеликі електричні імпульсиЯкі імплантати спрацьовують сотні разів кожну секунду, направляючи найближчі нейрони запускати власні сигнали, відновлюючи деякі функції мозку.

У 2018 році доктор Шифф і його колеги почали набирати волонтерів, таких як пані Арата, яка роками страждала від хронічних проблем після нещасних випадків. Перед тим, як вставити електроди, дослідники дали добровольцям низку тестів, щоб оцінити їхню здатність концентруватися та змінювати завдання. В одному тесті, наприклад, кожен з добровольців отримав аркуш паперу, покритий літерами та цифрами, і мав якнайшвидше провести лінію, що з’єднує їх по порядку.

Перед операцією дослідники просканували мозок кожного добровольця, щоб створити точну карту. Доктор Джеймі Хендерсон, нейрохірург зі Стенфордського університету, провів електрод через мозок до центрального латерального ядра.

Доктор Хендерсон імплантував електроди шістьом добровольцям, але одному довелося вийти з дослідження через розвиток інфекції шкіри голови. Починаючи з місяця після операції, інші п’ять добровольців пройшли контрольні тести. У тесті на букви та цифри їхні бали підскочили з 15 до 52 відсотків.

Щоб отримати глибше розуміння досвіду волонтерів, д-р Джозеф Вінс, медичний етик з медичного коледжу Weill Cornell, провів дослідження Серія інтерв’ю З ними та членами їхніх родин. Більшість добровольців, як-от пані Арата, сказали, що трансплантація зробила їх схожими на колишніх.

Навпаки, доброволець, який побачив найбільше покращення когнітивних тестів, відповів прохолодно. «Я не думаю, що це боляче», — сказав він. «Я не знаю, чи це дуже допомогло».

Однак син пацієнта помітив значні зміни, особливо в самосвідомості свого батька. «Ніч і день», — сказав син.

Доктор Стівен Лоріс, невролог з Університету Льєжа в Бельгії, який не брав участі в дослідженні, сказав, що результати підтверджують теорію про те, що увага та інші форми мислення залежать від широкої мережі мозку. «Є всі підстави вважати, що це варто продовжувати», — сказав він про дослідження.

Доктор Шифф і його колеги планують провести набагато масштабніше дослідження трансплантації мозку. «Ми повинні побачити, як вийдуть дані», — сказав він.

Доктор Алекс Грін, нейрохірург з Оксфордського університету, який не брав участі в дослідженні, сказав, що центральні латеральні ядра не єдині регіони, які є перспективними центрами в мережі мозку.

«Ми ще не знаємо найкращого місця для стимуляції», — сказав доктор Грін. Він і його колеги встановлюють власне дослідження травм головного мозку, щоб спробувати електроди в ділянці, що називається ядром моста ніжки.

Доктор Лоріс визнав, що трансплантація буде дорогою, але сказав, що суспільство має визнати мільйони людей, які страждають від черепно-мозкових травм. «Це тиха епідемія», — сказав він.