Hersenpacemakers

Het was meer dan zes uur geleden dat Joan Sikkema haar kaalgeschoren hoofd voor het eerst op de operatietafel legde, zes uur sinds er een gat van 14 millimeter in haar schedel was geboord en een dunne elektrode diep in haar hersenen was ingebracht. Nu, ingebakerd in dekens in de koude operatiekamer en klaarwakker, keek Joan (spreek uit als joe-ann) op naar een half dozijn artsen in operatiejassen, die allemaal tegelijk bevelen naar haar leken te schreeuwen.

Steek je handen stabiel uit! zei een.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van september 2001

• Zie de rest van het probleem
• Abonneren

Raak met je vinger je neus aan!

Blaas je wangen uit! zei een ander. Paar ogen ontmoetten elkaar over chirurgische maskers, en er werden half knikken uitgewisseld.

Dit zou het climaxmoment zijn van een chirurgische sessie die rond 9.00 uur was begonnen, toen Ali R. Rezai, een in Iran geboren en in het westen opgeleide neurochirurg, het kleine patrijspoortje in de linkerkant van Joans schedel opende, ongeveer vijf centimeter achter de haarlijn. Rezai en een team van functionele neurochirurgen, neurologen en verpleegsters van de Cleveland Clinic Foundation in Ohio hadden de volgende uren besteed aan het elektronisch afluisteren van afzonderlijke cellen in Joans hersenen, in een poging de precieze probleemplek te lokaliseren die een aanhoudende, oncontroleerbare beving in haar rechterarm veroorzaakte. hand. Toen ze er zeker van waren dat ze de plek hadden gevonden, hadden de artsen de elektrode zelf diep in haar hersenen geleid, in een klein hertogdom van zenuwcellen in de thalamus. De hoop was dat wanneer ze een elektrische stroom naar de elektrode stuurden, in een techniek die bekend staat als diepe hersenstimulatie, haar tremor zou verminderen en misschien helemaal zou verdwijnen.

Een tinteling in de omgeving? vroeg neuroloog Erwin B. Montgomery Jr., die over Joan gebogen stond en aan de knop draaide op een apparaat dat de spanning, frequentie en duur van elektrische stimulatie regelt. Hij testte zowel de effectiviteit van de elektrode als ervoor zorgde dat deze niet op een plaats was waar een stroomstoot problemen zou kunnen veroorzaken. Enkele millimeters te ver naar achteren kan een tintelend gevoel veroorzaken dat bekend staat als parathese en mogelijk spraakproblemen. Enkele millimeters te ver naar voren, en de elektrode zou het doel kunnen missen en helemaal geen therapeutisch effect hebben. Elke vraag die de artsen op Joan schoten, ontlokte een geografisch antwoord over de exacte positie van de elektrode in haar hersenen.

Steek je handen uit. Joan hield haar handen recht naar voren. Er was geen trilling of schok. Tjonge, dat ziet er behoorlijk stabiel uit, kondigde Montgomery aan. Oké, open je mond. Joan opende langzaam haar mond. Zeg, vandaag is een mooie dag.'

Het is vandaag, zei Joan, heel langzaam, een heerlijke dag.

Als functionele neurochirurgen zoals Rezai gelijk hebben, zou deze gezamenlijke medische scène, waar patiënten wakker liggen in de operatiekamer en artsen helpen bij het implanteren van een soort neurologische pacemaker, binnenkort gemeengoed worden. Net als bij hartpacemakers, die operatief in de borst worden geïmplanteerd en elektrische stimulatie gebruiken om een ​​optimaal hartritme te behouden, bestaan ​​hersenpacemakers uit een elektrode die permanent in de hersenen is geïmplanteerd om het neuraal evenwicht te behouden. De elektrode zendt elektrische pulsen uit vanuit een powerpack in de borstkas.

Hersenpacemakers werden bijna 15 jaar geleden in Frankrijk voor het eerst met succes geïmplanteerd bij mensen, en in 1997 keurde de Amerikaanse Food and Drug Administration het eerste Amerikaanse gebruik van pacemakers goed voor de behandeling van essentiële tremor en tremor van Parkinson, momenteel de enige goedgekeurde indicaties. Maar tot voor kort werd de procedure relatief zelden uitgevoerd en het is niet verrassend dat er met grote voorzichtigheid naar werd gekeken. Historisch gezien werd het vakgebied op passende wijze gehinderd door de problematische herinnering aan zaken als de lobotomie, waar de wetenschap er niet was en veel van de resultaten afschuwelijk waren, zegt Joseph J. Fins, hoofd van de afdeling Medische Ethiek bij Weill Medical College van de Cornell University.

Maar nu de wetenschap van hersencircuits beter is begrepen en de langetermijnresultaten van hersenpacemakers hebben aangetoond dat de technologie zowel effectief als veilig is, zou dat kunnen veranderen. De FDA overweegt nu - of zal binnenkort worden gevraagd om - verschillende toepassingen te overwegen die de technologie uiteindelijk kunnen openen voor tienduizenden patiënten met invaliderende neurologische aandoeningen. Zo werd verwacht dat de FDA deze zomer het gebruik van hersenpacemakers zou goedkeuren voor de behandeling van een aantal andere Parkinson-gerelateerde symptomen, zoals stijfheid. Het bureau heeft onlangs toestemming gegeven voor het gebruik in onderzoek van de apparaten voor de behandeling van bepaalde vormen van epilepsie en keurde het testen van pacemakers bij de behandeling van obsessief-compulsieve stoornis goed; de eerste drie patiënten met een obsessief-compulsieve stoornis kregen eerder dit jaar implantaten in het Butler Hospital in Providence, RI. Binnen een jaar verwachten chirurgen van de Cleveland Clinic de apparaten te testen als een behandeling voor ernstige depressie. En tegen het einde van dit jaar hoopt de groep te beginnen met het gebruik van elektrische diepe hersenstimulatie om te proberen patiënten wakker te maken die ernstige hersenbeschadiging hebben opgelopen en in een cognitief limbo leven dat bekend staat als een minimaal bewuste staat. In de verdere toekomst suggereert laboratoriumonderzoek dat pacemakers zelfs een rol kunnen spelen bij het beheersen van gedragsstoornissen, zoals obesitas, anorexia en verslaving.

Artsen schatten dat meer dan 50 miljoen Amerikanen aan hersen- en neurologische aandoeningen lijden. Voor al deze aandoeningen helpt conservatieve therapie zoals medicijnen, maar in feite is 10 tot 20 procent van de patiënten ongevoelig voor deze therapieën, zegt Rezai. Een operatie is niet voor iedereen weggelegd. Op dit moment moeten we het echt reserveren voor patiënten in het eindstadium voor wie niets anders werkt. Maar dat evolueert. Ik vergelijk het met waar pacemakers in de jaren vijftig waren. Toen zei je tegen iemand: ik krijg een pacemaker,' en mensen zeiden: wat is dat?' Nu weet iedereen wat een pacemaker is. Ik denk dat het over 10 of 20 jaar een vergelijkbare situatie zal zijn voor hersenpacemakers.

De recente operatie aan Joan Sikkema in de Cleveland Clinic is misschien wel een voorbode van deze komende revolutie in hersenchirurgie. Maar zoals elke nieuwe medische procedure, was het niet zonder zijn zorgwekkende momenten. Zes uur later begon de traagheid van Joans spraak als iets anders dan vermoeidheid te klinken. De woorden waren papperig en onduidelijk. Iemand vroeg Joan hoe ze zich voelde, en ze mompelde een antwoord dat, hoewel moeilijk te horen, niet vrolijk klonk.

Wat zei ze? vroeg iemand. Wat zei ze? De neurochirurgen mikten op een doelwit ongeveer zo groot als de gum op een potlood, en ze waren er duidelijk nog niet.

Jump-Start

Mensen gebruiken elektrische stroom als een therapeutisch middel, tenminste sinds de Romeinen de mediterrane torpedo gebruikten - een soort pijlstaartrog die elektriciteit ontlaadde - om vermoedelijk jicht en pijn in de onderste ledematen te behandelen. Elektroconvulsie- of shocktherapie wordt al tientallen jaren gebruikt, voornamelijk als behandeling voor ernstige depressie. Ook elektrische stimulatie van de hersenen is strikt genomen niet nieuw. De eerste geregistreerde poging vond plaats in 1874, toen een arts in Ohio een naald in de hersenen van een patiënt met kanker stak en elektriciteit aanbracht. In 1948 probeerde J. Lawrence Pool van de Columbia University elektrische stimulatie te gebruiken tegen depressie.

Tegen het midden van de 20e eeuw raakte elektrische stimulatie van de hersenen grotendeels in onbruik - deels vanwege de opkomst van de neurofarmacologie en deels vanwege een sociale en ethische kater uit het eerste, roekeloze tijdperk van psychochirurgie. Inderdaad, de recente evolutie en praktijk van electieve neurochirurgie, vooral voor de behandeling van psychiatrische stoornissen, wordt geplaagd door de huiveringwekkende geschiedenis van de lobotomie. Het doorsnijden van zenuwverbindingen in de prefrontale cortex werd voor het eerst geprobeerd in 1935 door een Portugese neuroloog, Antnio Egas Moniz. De procedure werd in dit land gepopulariseerd door Walter J. Freeman in Washington, DC, en werd tot het einde van de jaren vijftig vaak gebruikt als een behandeling voor depressie.

Ondanks de gruwelijke gevolgen van deze ruwe vorm van neurochirurgie, was er een kern van wetenschappelijke waarde voor lobotomieën. Freeman geloofde dat de operaties de neurale verbindingen tussen de frontale cortex van de hersenen en de thalamus verstoorden, die bestaat uit twee structuren ter grootte van een walnoot diep in de hersenen, één in elk halfrond, elk bestaande uit 120 verschillende neurale clusters of kernen. De thalamus beïnvloedt niet alleen emotie, maar ook zaken als beweging en sensatie, en het zijn clusters van neuraal weefsel in en rond de thalamus die neurochirurgen nu opnieuw bezoeken - niet met messen of ijspikkers, maar met elektroden.

De renaissance van diepe hersenstimulatie begon, toevallig, tegen het einde van 1985, in een operatiekamer in Frankrijk. Aan de Universiteit van Grenoble bereidde neurochirurg Alim-Louis Benabid zich voor om een ​​deel van de thalamus weg te nemen of te vernietigen bij een patiënt wiens hand ongecontroleerd klapperde met de aandoening die bekend staat als essentiële tremor. Deze ingrijpende vorm van chirurgie, waarbij warmte of straling wordt gebruikt, is meestal de laatste therapeutische optie voor patiënten met motorische stoornissen die alle andere behandelingen hebben uitgeput. Voordat je een laesie maakt op het doelwit, zegt Benabid, moet je ervoor zorgen dat je niet op een plaats bent waar de laesie ongepast zou zijn en een permanent tekort zou veroorzaken. De manier om de locatie te bepalen, toen en nu, is door een korte stroomstoot door een elektrode te sturen en het effect te observeren. In dit geval verbaasde het effect iedereen in de operatiekamer, inclusief de patiënt.

Wat ik zag, herinnert Benabid zich, was dat zijn hand stopte met fladderen. Ik zette de stimulatie uit en de tremor kwam terug. Dus ik verontschuldigde me bij de patiënt en zei: Dat was jammer. Deed het pijn?' En de patiënt zei: Nee, nee, het was fijn. Kan ik het nog een keer proberen?' Dus probeerden we het nog een keer, en de beving stopte. Mijn eerste gedachte was: ik was opgelucht dat het geen complicatie was. De bijbehorende gedachte was: dat is interessant!'

Gewapend met deze intrigerende toevallige observatie, heeft Benabid een aantal bestaande elektrische stimulatieapparatuur gemanipuleerd om experimenteel diepe hersenstimulatie te proberen. De eerste mogelijkheid deed zich voor in 1987, bij een Parkinsonpatiënt die al een chirurgische vernietiging van de thalamus aan één kant van de hersenen had ondergaan. De patiënt had aan de andere kant een tremor ontwikkeld, maar het vernietigen van thalamisch weefsel aan beide zijden van de hersenen is buitengewoon onwenselijk, dus bood Benabid aan om in plaats daarvan een elektrode te implanteren als laatste maatregel. De patiënt was het daarmee eens en zo begon het moderne tijdperk van diepe hersenstimulatie.

Bijna 15 jaar later is de technologie veel verfijnder geworden. De Grenoble-groep heeft tot nu toe gerapporteerd over de grootste groep patiënten; bij 148 patiënten met de ziekte van Parkinson die sinds 1993 werden behandeld, was het gemiddelde verbeteringspercentage, gemeten volgens een traditionele schaal die wordt gebruikt om de symptomen van Parkinson te beoordelen, 65 procent. En de voordelen zijn niet afgenomen.

We staan ​​aan de vooravond van een nieuw tijdperk op het gebied van therapie, zegt Montgomery, die samen met Rezai het Center for Functional and Restorative Neuroscience van de Cleveland Clinic leidt. Tot nu toe werd het vakgebied gedomineerd door farmacologie. Maar diepe hersenstimulatie zal een enorme impact hebben op de neurologie. Kortom, de hersenen zijn een elektrisch apparaat, dus het spreekt voor zich dat we de hersenen elektrisch moeten kunnen beïnvloeden. En we kunnen een specificiteit en precisie bieden waartoe medicijnen nooit in staat zullen zijn.

Hersenpacemakers bieden ook aanzienlijke voordelen ten opzichte van traditionele neurochirurgie, waarbij, zegt Rezai, delen van de diepe hersenen onomkeerbaar worden vernietigd. Het implanteren van elektroden, hoewel minimaal invasief, vernietigt geen stukjes weefsel. In deze tijd, zegt Rezai, is er geen reden om destructieve hersenchirurgie te ondergaan. Het is een eenmalige deal en u kunt bijwerkingen hebben die permanent zijn. Met stimulatie kun je het uitschakelen en ben je terug waar je begon, dus het is volledig omkeerbaar. En u kunt het aanpassen, het apparaat aanpassen aan de behoeften van de patiënt.

elektrische cartografie

We gaan je hoofd aan dit bed vastmaken, oké? zei Rezai, terwijl ze Joan op de operatietafel plaatste.

Heb ik een keuze? antwoordde ze lachend.

Kiezen voor invasieve hersenchirurgie lijkt misschien een slechte oplossing voor trillende handen en dwanggedachten, maar patiënten met ernstige neurologische aandoeningen willen het vaak proberen. De dag voordat haar artsen haar pacemaker implanteerden, beschreef Joan het trauma van het dagelijks leven met een aandoening als essentiële tremor. Met een roze blouse, kaki broek en sandalen zag de 52-jarige vrouw uit Byron Center, MI, eruit als de jeugdige, goedaardige grootmoeder die ze is. Maar haar handen trilden oncontroleerbaar. Ze ratelde een lijst van alledaagse frustraties af die helpt verklaren waarom patiënten bereid zijn om artsen gaten in hun hoofd te laten boren en elektroden in hun hersenen te laten steken.

Hier zijn enkele dingen die ze niet kon: soep eten (ze had twee handen nodig). Make-up opdoen. Poets haar tanden. Bel de telefoon (ze kreeg vaak verkeerde nummers). Bind haar schoenen vast. Houd haar kleinkinderen vast. Ik was vroeger verpleegster, legde ze uit, haar stem zelf een beetje beverig, maar ik moest het opgeven vanwege de beving - je weet wel, injecties geven, verband verwisselen, in grafieken schrijven. Mensen vinden het fijn om de kaart te kunnen lezen, voegde ze er lachend aan toe, en mijn handschrift was erger dan dat van een dokter. Ze hield een denkbeeldige pen in haar rechterhand en die sneed wilde elliptische bogen in de lucht, alsof ze een thermometer schudde.

Zoals veel mensen met een ernstige bewegingsstoornis, ontdekte Joan dat medicijnen niet effectief waren en dat de symptomen in de loop van de tijd erger werden. Aan de vooravond van de implantatie van haar pacemaker leek ze niet zenuwachtig te zijn voor het vooruitzicht van een hersenoperatie, zelfs niet toen Rezai mogelijke complicaties opsomde, waaronder een kans op infectie en een kans van één tot twee procent op een hersenbloeding. Naar een tandarts gaan, zei ze met een strakke glimlach, is traumatischer voor mij dan dit.

De procedure is natuurlijk iets ingewikkelder dan een wortelkanaalbehandeling. Het implanteren van elektroden diep in de hersenen combineert de nieuwste beeld- en stimulatietechnologie met, paradoxaal genoeg, een langzame, nauwgezette, hands-on mapping van het neurale terrein van elke patiënt tijdens de operatie. Dit soort cartografie is essentieel, legt Rezai uit, omdat de geografie van elk menselijk brein anders is. De ligging van dit kostbare land moet door het chirurgisch team op maat in kaart worden gebracht, zodat wanneer de eigenlijke elektrode op zijn plaats wordt gemanoeuvreerd, deze optimale therapeutische resultaten zal opleveren en mogelijke bijwerkingen tot een minimum beperkt.

Zoals alle kaarten begint deze vorm te krijgen met het vaststellen van coördinaten. Met een titanium frame aan haar hoofd, onderging Joan een computertomografiescan voordat ze de operatiekamer in werd gereden. Rezai gebruikte vervolgens een softwareprogramma om de resultaten van die scan samen te voegen, een scan van magnetische resonantiebeeldvorming die de vorige dag was genomen, en een gecomputeriseerde standaardhersenatlas om een ​​3D-beeld van Joan's hersenen te maken. Binnen die afbeelding identificeerde Rezai de x-, y- en z-coördinaten van het doelwit voor de elektrode die hij zou implanteren. Na een traject te hebben gekozen dat bloedvaten, met vocht gevulde structuren en andere kritieke neurale gebieden vermeed, begon het team van Rezai met het verkennen van een route naar de probleemplek, waarbij de voorlopige sonde ongeveer zes centimeter in de hersenen werd opgevoerd. Toen ze eenmaal binnen ongeveer 15 millimeter van de thalamus waren, gebruikten ze een hydraulisch apparaat om de sonde in stappen van micrometers voort te bewegen, en het grootste deel van de dag werd besteed aan het afleggen van een afstand die kleiner was dan de diameter van een dubbeltje.

Dit gebeurde zowel door geluid als door visualisatie. De sonde, gevoelig genoeg om elektrische signalen van een enkele cel op te pikken, was aangesloten op een laptop en een versterker. Toen een arts het dieper in de hersenen bracht, begon de operatiekamer zich te vullen met de eb en vloed van hersencellen die vuren, praten en reageren; de artsen stonden ondertussen met gefronste wenkbrauwen om zich heen en probeerden neurale nuances te onderscheiden in de versterkte ruis. Je kunt de verschillende thalamische kernen zien als aparte landen, legt Rezai uit. Elk land spreekt een andere taal en we kunnen de taal van verschillende cellen herkennen.

Toen de sonde de thalamus naderde, stopte het chirurgische team elke keer dat het de veelbetekenende rat-a-tat van een vuurcel tegenkwam. We naderen er daar een, zei Rezai, met gebogen hoofd alsof hij naar een verre krekel luisterde. Het gekraak werd luider en luider, het klonk als zware regen op een tinnen dak of geweervuur ​​in de verte. We zijn nu in de thalamus, kondigde hij aan.

Af en toe spuugde de versterker een duidelijk ander geluid uit - een soort pop of plotseling pfftttt. Die rits hoor je? legde Rezai uit. Dat is een verwondingsstroom, het geluid van een neuron dat door de sonde wordt doorboord (het is onduidelijk of de cellen zichzelf herstellen, zegt Rezai, maar de schade wordt als minimaal beschouwd). De chirurgen hebben de sonde drie keer ingebracht, met behulp van enigszins verschillende banen, om het doelwit van hersenweefsel ter grootte van een potloodgum te lokaliseren.

Na vijf en een half uur in de operatiekamer, tevreden dat ze de juiste plek in de thalamus hadden gevonden, waren Rezai en zijn team klaar om de permanente elektrode in te brengen. Na het op zijn plaats te hebben geleid, bereidden de chirurgen zich voor om het apparaat te testen. Oké, Joan, zei Rezai, ik wil dat je ons je maximale tremor geeft. Ze had er echter moeite mee, omdat alleen al het plaatsen van de elektrode haar beverigheid leek te dempen. Dat is een goed teken, zei Rezai.

Waarom stimulatie eigenlijk zou moeten werken, is een zeurende wetenschappelijke vraag. Erwin Montgomery stond naast de spanningsregelaar van de elektrode en bracht hulde aan het fundamentele mysterie dat ten grondslag ligt aan dit hele operatiegebied. De vraag van $ 64.000 is: hoe heeft diepe hersenstimulatie in godsnaam zijn effecten? Niemand weet het antwoord.

Vooruit opladen

Zoals zelfs de meest enthousiaste beoefenaars toegeven, is diepe hersenstimulatie in zijn huidige staat nog relatief ruw. Maar de toekomst van hersenpacemakers - meer verfijning en miniaturisering, bredere toepassing - ontvouwt zich in een snel tempo. Dit is slechts het topje van de ijsberg, zegt Hans O. Lders, voorzitter neurologie van de Cleveland Clinic. Patiënten met epilepsie, zo wijst hij erop, worden gewoonlijk behandeld met medicatie tegen epilepsie en, als dat niet lukt, met een radicale vorm van electieve chirurgie om het deel van de hersenen te verwijderen dat hyperactief wordt tijdens herhaalde aanvallen. Meer dan twee miljoen Amerikanen lijden aan epilepsie, en ongeveer de helft van hen heeft aanvallen die steeds weer in hetzelfde hersengebied ontstaan. Minstens 20 of 30 procent van deze patiënten is niet onder controle te krijgen met medicijnen, zegt Lders. Wat te doen met hen? Dit is waar diepe hersenstimulatie binnenkomt.

Het afgelopen jaar heeft de Cleveland-groep hersenpacemakers geïmplanteerd bij vijf epilepsiepatiënten: twee van de vijf lieten een significante verbetering zien, aldus Lders. En de prognose kan binnenkort nog beter worden met nieuwe pacemakertechnologieën. De volgende generatie stimulatie-apparaten zullen de zogenaamde closed-loop pacemakers zijn, elektroden die zijn ontworpen om zowel de elektrische activiteit van de hersenen te monitoren als stimulatie te leveren wanneer dat nodig is, in plaats van continue elektrische pulsen te geven. Volgens Ivan Osorio, hoofd van de onderzoeksinspanning, is al een grote, externe versie van deze pacemaker getest bij acht patiënten in het University of Kansas Medical Center met uitstekende resultaten. En verschillende groepen werken samen met Minneapolis, het MN-gebaseerde Medtronic, momenteel het enige bedrijf dat deze pacemakers op de markt brengt, om een ​​geminiaturiseerde versie te ontwikkelen die in een chip kan worden ingebouwd. De strategie is om te profiteren van het feit dat epileptische aanvallen vaak worden voorafgegaan door een elektrische ouverture, of aura, die waarschuwt voor de komende neurale storm, minuten voordat de werkelijke symptomen verschijnen. Je voelt wat er in de hersenen gebeurt en stimuleert pas als er een epileptische aanval opkomt, legt Lders uit.

De powerpacks die in hersenpacemakers worden gebruikt, evolueren ook. Momenteel zijn de packs ongeveer zo groot als een pieper en worden ze geïmplanteerd net onder de sleutelbeenoperatie die een pijnlijke procedure omvat om de stroomvoorziening van de pacemaker op de elektrode aan te sluiten. De bio-engineeringgroep van Cleveland Clinic werkt samen met Medtronic om de powerpacks te verkleinen tot ongeveer een kwart, waardoor chirurgen de apparaten achter het oor van een patiënt kunnen implanteren.

De catalogus van ziekten die gericht zijn op elektronische stimulatie evolueert even snel als de technologie. Obsessief-compulsieve stoornis, bijvoorbeeld, komt nu pas in aanmerking voor de behandeling. In 1999 rapporteerde Bart J. Nuttin, een arts aan de Katholieke Universiteit in Leuven, België, in The Lancet over het gebruik van hersenpacemakers voor de behandeling van vier patiënten met de aandoening die resistent waren tegen enige andere therapie; drie van de vier patiënten hadden baat bij de nieuwe therapie. Een 39-jarige vrouw die al meer dan twee decennia last had van ernstige symptomen, ervoer bijvoorbeeld een bijna onmiddellijk gevoel van verlost te zijn van angst en obsessief denken toen de elektrodenstimulator werd aangezet.

Het zal niet lang duren voordat ook ernstige depressies experimenteel kunnen worden behandeld met elektrische stimulatie van de diepe hersenen. Studies hebben aangetoond dat stimulatie van de subthalamische kern een significante invloed heeft op de stemming, zegt Montgomery van Cleveland Clinic, en dat kan zich vertalen in therapie voor depressie.

Een van de meest gedurfde potentiële toepassingen van de technologie is het gebruik van elektrische stimulatie om de toestand van patiënten met ernstig hersenletsel te verbeteren. Naar schatting 5,3 miljoen Amerikanen leven momenteel met een handicap als gevolg van hersenletsel, en een aanzienlijk aantal van hen verkeert in een toestand van minimaal bewustzijn. Nicholas D. Schiff en Fred Plum van het Weill Medical College in New York ontwikkelen diagnostische hulpmiddelen om hersenletselpatiënten te identificeren die nog enig vermogen hebben tot gecoördineerde neurale activiteit; dergelijke patiënten zouden volgens hen baat kunnen hebben bij diepe hersenstimulatie. We hebben het niet over mensen in coma, en we hebben het niet over mensen in semi-vegetatieve staten, zegt Schiff. Maar hersenbeeldvormingstechnologieën geven aan dat sommige patiënten bewustzijnstoestanden hebben die fluctueren. Het is gewoon een kwestie van: kun je patiënten identificeren die bepaalde cognitieve toestanden hebben die beter zijn dan andere en diepe hersenstimulatie gebruiken om ze in deze betere toestand te brengen?' In het komende jaar of zo kunnen we deze therapie misschien testen .

Benabid van de Universiteit van Grenoble heeft zelfs bij ratten aangetoond dat eetgedrag kan worden beïnvloed door hersenpacemakers. Hoogfrequente stimulatie van de hypothalamus, een andere diepe hersenstructuur, lijkt de eetlust op te wekken en zou dus kunnen worden gebruikt als een laatste redmiddel voor ernstige anorexia nervosa; laagfrequente stimulatie lijkt de eetlust te verminderen en zou kunnen worden gebruikt voor de behandeling van wat hij maligne zwaarlijvigheid noemt. Maar Benabid heeft bijvoorbeeld geen haast om over te gaan tot gedragsverandering met behulp van hersenpacemakers. Daar moeten we heel voorzichtig mee zijn, zegt hij. Je hebt het over zwaarlijvigheid, en mensen zeggen: Wow, dat is een grote markt hier!' Ik hoor niet graag grote markt.' We denken dat we sommige patiënten ergens een oplossing voor kunnen bieden als er niets anders beschikbaar is. Het gevaar is dat hoe gemakkelijker de procedures worden - minder invasief, minder morbiditeit - hoe verleidelijker ze zijn.

Herstelde Hoop

Tegen het einde van haar zeer lange dag in de operatiekamer lag Joan Sikkema op de tafel terwijl Erwin Montgomery, de neuroloog, naast haar stond en de spanning van haar stimulator aanpaste. Dit was slechts een voorlopige afstemming, waardoor haar artsen een idee kregen van hoe ze haar pacemaker uiteindelijk enkele weken later zouden kunnen programmeren, wanneer de zwelling van de procedure was afgenomen en het apparaat kon worden ingeschakeld. Maar toen Montgomery de spanning opvoerde, kronkelde Joan van ongemak. Toen Montgomery vroeg: Hoe voelt dat? mompelde ze een nauwelijks hoorbaar antwoord.

Wat zei ze? vroegen de dokters.

Montgomery boog zijn hoofd naar Joan: dat was echt waardeloos, herinnert ze zich dat ze fluisterde.

Naarmate de spanning toenam, had de stimulatie gevoelloosheid in haar mond en keel veroorzaakt, met duidelijke effecten op haar spraak. De zaak van Joan bleek een uitdaging te zijn. Haar thalamus was erg spraakdominant, zei Rezai later; de artsen moesten voorzichtig zijn met het plaatsen van de elektrode op een manier die haar tremor zou beheersen, maar geen slurpend of andere spraakgebreken zou veroorzaken.

Enkele weken na de operatie keerde Joan terug naar Cleveland om opgewonden te raken. Ze merkte een lichte vermindering van haar symptomen op, maar niets dramatisch. Ze kreeg zelfs enkele verontrustende bijwerkingen en zette het apparaat uit (patiënten krijgen een magnetisch apparaat om de pacemaker uit te zetten). Maar een week later, nadat de artsen de instellingen van haar pacemaker hadden aangepast, kon ze haar enthousiasme nauwelijks bedwingen. Deze keer kon ik mijn naam schrijven en mezelf voeden zonder mijn wang te raken, en uit een kopje drinken zonder te morsen, zegt ze. Ik doe alle gewone dagelijkse dingen die ik vroeger deed.

Het zal nog vijf of zes maanden duren, zeggen haar artsen in Cleveland, om haar pacemaker optimaal af te stemmen. Montgomery zegt dat na haar tweede afstelling uit tests bleek dat Joan 80 tot 90 procent verbetering had in haar opzettelijke tremor en 100 procent resolutie van haar houdingstremor. Maar er is geen kwantitatief instrument om de vreugde in haar stem te meten toen ze haar gevoelens vertelde na de laatste afstelling. Ik huilde niet tot vanmorgen, zegt ze, haar stem trilde van emotie, niet van neurale disfunctie. Ik denk dat ik mezelf aan het stelen was voor het geval het niet zou werken. Maar ik kreeg veel meer dan ik had verwacht. Het is alsof ik mijn leven terugkrijg.

zich verstoppen