Gina Arata je 2001. godine bila na poslednjem semestru fakulteta, planirajući da se prijavi na pravni fakultet, kada je pretrpela traumatsku povredu mozga u saobraćajnoj nesreći. Povreda je toliko ugrozila njenu sposobnost da se fokusira da se mučila u sortiranju pošte.
„Nisam mogla ničega da se setim“, rekla je Arata, koja sa roditeljima živi u Modestu. „Opala mi je leva noga, pa bih se stalno saplitao o stvari. Uvek sam bio u saobraćajnim nesrećama. I nisam imao filter — vrlo lako bih se razbesneo.“
Njeni roditelji su saznali za istraživanje koje se sprovodi na Stanford Medicine i kontaktirali su; Arata je primljen kao učesnik. U 2018. godini, lekari su hirurški implantirali uređaj duboko u njen mozak, a zatim su pažljivo kalibrirali električnu aktivnost uređaja kako bi stimulisali mreže koje je povreda savladala. Rezultati kliničkog ispitivanja objavljeni su 4. decembra u časopisu Nature Medicine.
Odmah je primetila razliku. Kada su je zamolili da navede artikle u prolazu sa proizvodima u prodavnici, mogla je da zvecka voćem i povrćem. Zatim je istraživač isključio uređaj, a ona nije mogla imenovati nijednog.
„Od implantacije nisam imao kaznu za prebrzu vožnju“, rekao je Arata. „Više ne tripujem. Mogu da se setim koliko novca ima na mom bankovnom računu. Nisam mogao da čitam, ali sam posle implantacije kupio knjigu „Gde pevaju Cravdads“ i voleo sam je i zapamtio je . A ja nemam tako brzu narav.“
Za Aratu i četvoricu drugih, eksperimentalni uređaj za duboku stimulaciju mozga vratio je, u različitom stepenu, kognitivne sposobnosti koje su izgubili zbog povreda mozga godinama ranije. Nova tehnika, koju su razvili istraživači Stanford Medicine i saradnici iz drugih institucija, prva je koja obećava protiv dugotrajnih oštećenja od umerenih do teških traumatskih povreda mozga.
Više od 5 miliona Amerikanaca živi sa trajnim posledicama umerene do teške traumatske povrede mozga — teškoćama u fokusiranju, pamćenju i donošenju odluka. Iako se mnogi oporavljaju dovoljno da žive samostalno, njihova oštećenja sprečavaju da se vrate u školu ili na posao i da nastave svoj društveni život.
„Generalno gledano, postoji vrlo malo načina lečenja za ove pacijente“, rekao je Jaimie Henderson, MD, profesor neurohirurgije i ko-stariji autor studije.
Ali činjenica da su ovi pacijenti izašli iz kome i oporavili priličnu količinu kognitivnih funkcija sugeriše da su moždani sistemi koji podržavaju pažnju i uzbuđenje – sposobnost da ostanu budni, obraćaju pažnju na razgovor, fokusiraju se na zadatak – bili relativno očuvani.
Ovi sistemi povezuju talamus, relejnu stanicu duboko u mozgu, sa tačkama širom korteksa, spoljašnjeg sloja mozga, koji kontrolišu više kognitivne funkcije.
„Kod ovih pacijenata, ti putevi su uglavnom netaknuti, ali je sve smanjeno regulisano“, rekao je Henderson, profesor Džon i Džen Blum-Robert i Rut Halperin. „Kao da su svetla bila prigušena i jednostavno nije bilo dovoljno struje da ih ponovo uključi.
Konkretno, oblast talamusa koja se zove centralno bočno jezgro deluje kao čvorište koje reguliše mnoge aspekte svesti.
„Centralno bočno jezgro je optimizovano da pokreće stvari u širem smislu, ali njegova ranjivost je u tome što ako imate multifokalnu povredu, ima tendenciju da dobije veći udarac jer udarac može doći sa skoro bilo kog mesta u mozgu“, rekao je Nikolas Šif, dr. profesor na Veill Cornell Medicine i ko-autor studije.
Istraživači su se nadali da bi precizna električna stimulacija centralnog bočnog jezgra i njegovih veza mogla ponovo aktivirati ove puteve, ponovo pojačavajući svetla.
U ispitivanju, istraživači su regrutovali pet učesnika koji su imali trajna kognitivna oštećenja više od dve godine nakon umerene do teške traumatske povrede mozga. Imali su od 22 do 60 godina, sa povredama zadobijenim tri do 18 godina ranije.
Izazov je bio postavljanje uređaja za stimulaciju u tačno pravo područje, koje se razlikovalo od osobe do osobe. Svaki mozak je za početak drugačije oblikovan, a povrede su dovele do daljih modifikacija.
„Zato smo razvili brojne alate kako bismo bolje definisali šta je to područje“, rekao je Henderson. Istraživači su kreirali virtuelni model svakog mozga koji im je omogućio da precizno odrede lokaciju i nivo stimulacije koja bi aktivirala centralno bočno jezgro.
Vođen ovim modelima, Henderson je hirurški implantirao uređaje u pet učesnika.
„Važno je precizno ciljati područje“, rekao je on. „Ako ste čak i nekoliko milimetara od cilja, izvan ste efektivne zone.
Nakon dvonedeljne faze titracije radi optimizacije stimulacije, učesnici su proveli 90 dana sa uključenim uređajem 12 sati dnevno.
Njihov napredak je meren standardnim testom brzine mentalne obrade, nazvanim test pravljenja traga, koji uključuje crtanje linija koje povezuju zbrku slova i brojeva.
„To je veoma osetljiv test upravo stvari koje gledamo: sposobnost da se fokusiramo, koncentrišemo i planiramo, i da to uradimo na način koji je osetljiv na vreme“, rekao je Henderson.
Na kraju perioda lečenja od 90 dana, učesnici su poboljšali svoju brzinu na testu, u proseku, za 32%, što je daleko premašilo 10% na koje su istraživači težili.
„Jedina iznenađujuća stvar je da je funkcionisalo onako kako smo predvideli, što nije uvek dato“, rekao je Henderson.
Za učesnike i njihove porodice, poboljšanja su bila očigledna u njihovom svakodnevnom životu. Nastavili su sa aktivnostima koje su se činile nemogućim – čitanjem knjiga, gledanjem TV emisija, igranjem video igrica ili završavanjem domaćeg zadatka. Osećali su se manje umorno i mogli su da prežive dan bez dremanja.
Terapija je bila toliko efikasna da su istraživači imali problema da završe poslednji deo studije. Planirali su zaslepljenu fazu povlačenja, u kojoj bi polovina učesnika bila nasumično odabrana da bi im uređaji bili isključeni. Dva pacijenta su odbila, ne želeći da iskoriste tu šansu.
Od troje koji su učestvovali u fazi povlačenja, jedan je nasumično određen da im je uređaj isključen. Posle tri nedelje bez stimulacije, taj učesnik je bio 34% sporije na testu pravljenja staze.
Kliničko ispitivanje je prvo koje je ciljano na ovaj region mozga kod pacijenata sa umerenom do teškom traumatskom povredom mozga, i nudi nadu mnogima koji su se oporavili.
„Ovo je pionirski trenutak“, rekao je Šif. „Naš cilj je sada da pokušamo da preduzmemo sistematske korake da ovo postane terapija. Ovo je dovoljan signal da uložimo sve napore.“
