TEDxCaltech
Andres Lozano: Parkinson's, depression and the switch that might turn them off
Andres Lozano: Parkinsonova nemoc, deprese a spínač, kterým je lze vypnout
Filmed:
Readability: 4.3
1,477,742 views
Hluboká stimulace mozku je čím dál dokonalejší. Tato technika umožňuje chirurgům zavádět elektrody na téměř jakékoliv místo v mozku a posilovat nebo tlumit jeho oblasti -- podobně jako při ladění rádia či nastavování termostatu -- za účelem nápravy poruch činnosti. Dramatický pohled na nastupující techniky, při kterém uvidíte ženu s Parkinsonovou nemocí, jak se okamžitě přestává třást, a oblasti mozku narušené Alzheimerovou nemocí, které jsou znovu navráceny k životu. (Nahráno na TEDxCaltech.)
Andres Lozano - Neurosurgeon
The chair of neurosurgery at the University of Toronto, Andres Lozano has pioneered the use of deep brain stimulation for treating Parkinson’s, depression, anorexia and Alzheimer’s disease. Full bio
The chair of neurosurgery at the University of Toronto, Andres Lozano has pioneered the use of deep brain stimulation for treating Parkinson’s, depression, anorexia and Alzheimer’s disease. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
One of the things I want to establish right from the start
0
401
2316
Jednu věc chci konstatovat hned na začátku,
00:14
is that not all neurosurgeons wear cowboy boots.
1
2717
3030
a to, že ne všichni neurochirurgové
nosí kovbojské boty.
nosí kovbojské boty.
00:17
I just wanted you to know that.
2
5747
2179
Jen jsem chtěl, abyste to věděli.
00:19
So I am indeed a neurosurgeon,
3
7926
2409
Opravdu jsem neurochirurg
00:22
and I follow a long tradition of neurosurgery,
4
10335
3927
a dodržuji zaběhnutou neurochirurgickou tradici.
00:26
and what I'm going to tell you about today
5
14262
1593
Dnes vám budu vyprávět
00:27
is adjusting the dials in the circuits in the brain,
6
15855
2318
o nastavování obvodů působících na dráhy v mozku,
00:30
being able to go anywhere in the brain
7
18173
1955
které lze zavést na jakékoliv místo v mozku
00:32
and turning areas of the brain up or down
8
20128
2419
a posilovat nebo utlumovat jeho oblasti,
00:34
to help our patients.
9
22547
2212
abychom pomohli našim pacientům.
00:36
So as I said, neurosurgery comes from a long tradition.
10
24759
2950
Jak jsem řekl, neurochirurgie
má dlouhodobou tradici.
má dlouhodobou tradici.
00:39
It's been around for about 7,000 years.
11
27709
3552
Je stará okolo 7 000 let.
00:43
In Mesoamerica, there used to be neurosurgery,
12
31261
3725
Známe ji ze zemí Střední Ameriky,
00:46
and there were these neurosurgeons that used to treat patients.
13
34986
3768
kde zdejší neurochirurgové léčívali pacienty.
00:50
And they were trying to -- they knew that the brain was involved
14
38754
3911
Snažili se o to -- věděli, že mozek může
00:54
in neurological and psychiatric disease.
15
42680
2352
za neurologické a psychické nemoci.
00:57
They didn't know exactly what they were doing.
16
45032
2161
Nevěděli přesně, co dělají.
00:59
Not much has changed, by the way. (Laughter)
17
47193
2814
Jen tak mimochodem, od těch dob
se zase tolik nezměnilo. (Smích)
se zase tolik nezměnilo. (Smích)
01:02
But they thought that,
18
50007
1873
Ale mysleli si,
01:03
if you had a neurologic or psychiatric disease,
19
51880
2003
že když máte neurologickou nebo psychickou nemoc,
01:05
it must be because you are possessed
20
53883
2591
musí to být kvůli tomu, že jste posedlí
01:08
by an evil spirit.
21
56474
2352
zlým duchem.
01:10
So if you are possessed by an evil spirit
22
58826
1969
No a když jste posedlí zlým duchem,
01:12
causing neurologic or psychiatric problems,
23
60795
2820
který vám působí neurologické a psychické potíže,
01:15
then the way to treat this is, of course,
24
63615
2021
pak jediná cesta, jak je léčit, je samozřejmě
01:17
to make a hole in your skull and let the evil spirit escape.
25
65636
5683
udělat díru do vaší lebky a nechat
z ní zlého ducha uniknout.
z ní zlého ducha uniknout.
01:23
So this was the thinking back then,
26
71319
1378
Takhle o tom tenkrát přemýšleli
01:24
and these individuals made these holes.
27
72697
4144
a tihle jedinci dělali ony otvory.
01:28
Sometimes the patients were a little bit reluctant
28
76841
2983
Někdy se pacienti trochu zdráhali
01:31
to go through this because, you can tell that
29
79824
2415
podstoupit celou proceduru.
Můžete namítat,
Můžete namítat,
01:34
the holes are made partially and then, I think,
30
82239
2451
že ty díry nejdou úplně skrz.
Myslím, že došlo
Myslím, že došlo
01:36
there was some trepanation, and then they left very quickly
31
84690
2015
jen k částečnému proražení
a duchové pak velmi rychle z hlavy vyletěli.
a duchové pak velmi rychle z hlavy vyletěli.
01:38
and it was only a partial hole,
32
86705
1901
Vznikla jen nedokončená díra
01:40
and we know they survived these procedures.
33
88606
2316
a my víme, že tyhle procedury pacienti přežívali.
01:42
But this was common.
34
90922
1208
Ale bylo to normální.
01:44
There were some sites where one percent
35
92130
1266
Na některých místech se našlo až jedno procento
01:45
of all the skulls have these holes, and so you can see
36
93396
2725
všech lebek, které měly díru, a tak lze říci,
01:48
that neurologic and psychiatric disease is quite common,
37
96121
3194
že neurologické a psychické nemoci jsou dost běžné
01:51
and it was also quite common about 7,000 years ago.
38
99315
4433
a byly dost běžné i před 7 tisíci lety.
01:55
Now, in the course of time,
39
103748
2153
Postupem času
01:57
we've come to realize that
40
105901
2220
jsme si začali uvědomovat,
02:00
different parts of the brain do different things.
41
108121
2258
že různé oblasti mozku vykonávají různé činnosti.
02:02
So there are areas of the brain that are dedicated
42
110379
1187
Máme v mozku oblasti, které se věnují
02:03
to controlling your movement or your vision
43
111566
2693
řízení pohybu nebo vidění
02:06
or your memory or your appetite, and so on.
44
114259
2949
nebo paměti či vnímání chuti, a tak dále.
02:09
And when things work well, then the nervous system
45
117208
2734
A když se všechno daří,
potom funguje i nervový systém
potom funguje i nervový systém
02:11
works well, and everything functions.
46
119942
1669
a všechno pracuje jak má.
02:13
But once in a while, things don't go so well,
47
121611
2247
Ale čas od času všechno nejde tak, jak by mělo
02:15
and there's trouble in these circuits,
48
123858
2542
a s drahami jsou trampoty.
02:18
and there are some rogue neurons that are misfiring
49
126400
2704
Některé neposlušné neurony vypoví službu
02:21
and causing trouble, or sometimes they're underactive
50
129104
3179
a působí nesnáze nebo někdy sníží svou aktivitu
02:24
and they're not quite working as they should.
51
132283
2544
a nefungují úplně jak by měly.
02:26
Now, the manifestation of this
52
134827
2137
Nesnáze se projevují v závislosti na tom,
02:28
depends on where in the brain these neurons are.
53
136964
2484
v jaké oblasti mozku se nefunkční neurony nacházejí.
02:31
So when these neurons are in the motor circuit,
54
139448
2422
Pokud jsou součástí motorických drah,
02:33
you get dysfunction in the movement system,
55
141870
2412
porouchá se váš pohybový aparát
02:36
and you get things like Parkinson's disease.
56
144282
2166
a můžete onemocnět třeba Parkinsonovou nemocí.
02:38
When the malfunction is in a circuit that regulates your mood,
57
146448
3296
Pokud vám selžou dráhy ovlivňující náladu,
02:41
you get things like depression,
58
149744
2284
začnete mít deprese
02:44
and when it is in a circuit that controls your memory and cognitive function,
59
152028
3824
a pokud selžou dráhy, které řídí
vaši paměť a poznávací funkce,
vaši paměť a poznávací funkce,
02:47
then you get things like Alzheimer's disease.
60
155852
2521
můžete onemocnět Alzheimerovou chorobou.
02:50
So what we've been able to do is to pinpoint
61
158373
2723
A tak jsme se snažili identifikovat,
02:53
where these disturbances are in the brain,
62
161096
2307
kde se poruchy v mozku nacházejí
02:55
and we've been able to intervene within these circuits
63
163403
3037
a snažili jsme se působit na dráhy v mozku tak,
02:58
in the brain to either turn them up or turn them down.
64
166440
3656
abychom jejich činnost buď zesílili, nebo utlumili.
03:02
So this is very much like choosing the correct station
65
170096
2284
Je to velmi podobné tomu,
když ladíte správnou stanici
když ladíte správnou stanici
03:04
on the radio dial.
66
172380
1975
na rádiu.
03:06
Once you choose the right station, whether it be jazz or opera,
67
174355
2649
Jakmile naladíte hledanou stanici,
ať už je to jazz nebo opera,
ať už je to jazz nebo opera,
03:09
in our case whether it be movement or mood,
68
177004
2333
nebo v našem případě pohyb či nálada,
03:11
we can put the dial there,
69
179337
1966
můžeme tam umístit obvod
03:13
and then we can use a second button to adjust the volume,
70
181303
2771
a pomocí dalšího tlačítka zesilovat
03:16
to turn it up or turn it down.
71
184074
2009
nebo zeslabovat intenzitu.
03:18
So what I'm going to tell you about
72
186083
1228
Vysvětlím vám teď použití
03:19
is using the circuitry of the brain to implant electrodes
73
187311
4058
elektrod implantovaných v obvodech mozku,
03:23
and turning areas of the brain up and down
74
191369
2468
které posilují nebo tlumí jeho oblasti,
03:25
to see if we can help our patients.
75
193837
1704
abychom zjistili, zda lze našim pacientům pomoct.
03:27
And this is accomplished using this kind of device,
76
195541
2333
Docilujeme toho pomocí tohoto vynálezu,
03:29
and this is called deep brain stimulation.
77
197874
2461
kterému se říká hluboká stimulace mozku.
03:32
So what we're doing is placing these electrodes throughout the brain.
78
200335
3071
Tyto elektrody rozmisťujeme po celém mozku.
03:35
Again, we are making holes in the skull about the size of a dime,
79
203406
3949
Uděláme díru do lebky o velikosti desetníku,
03:39
putting an electrode in, and then this electrode
80
207355
2151
umístíme dovnitř elektrodu a vodičem skrytým
03:41
is completely underneath the skin
81
209506
2228
pod kůží ji napájíme
03:43
down to a pacemaker in the chest,
82
211734
2090
z baterie na hrudníku.
03:45
and with a remote control very much like a television remote control,
83
213824
4528
Dálkovým ovládáním velmi
podobným jako je to k televizi
podobným jako je to k televizi
03:50
we can adjust how much electricity we deliver
84
218352
2979
můžeme vyladit množství elektřiny, kterou dodáváme
03:53
to these areas of the brain.
85
221331
2068
do oblastí mozku.
03:55
We can turn it up or down, on or off.
86
223399
2891
Můžeme ji zesilovat, ztlumit, zapnout nebo vypnout.
03:58
Now, about a hundred thousand patients in the world
87
226290
2655
Okolo sto tisíc pacientů na světě
04:00
have received deep brain stimulation,
88
228945
1876
už má voperovánu hlubokou stimulaci mozku
04:02
and I'm going to show you some examples
89
230821
1154
a já vám teď ukážu několik příkladů
04:03
of using deep brain stimulation to treat disorders of movement,
90
231975
2711
použití stimulace k léčení pohybových poruch,
04:06
disorders of mood and disorders of cognition.
91
234686
4514
poruch nálady a poznávání.
04:11
So this looks something like this when it's in the brain.
92
239200
2739
Elektroda umístěná v mozku vypadá nějak takto.
04:13
You see the electrode going through the skull into the brain
93
241939
2235
Vidíte jak prochází lebkou dovnitř mozku
04:16
and resting there, and we can place this really anywhere in the brain.
94
244174
3183
a odpočívá si tam.
Můžeme ji umístit opravdu kamkoliv.
Můžeme ji umístit opravdu kamkoliv.
04:19
I tell my friends that no neuron is safe
95
247357
2460
Říkávám svým přátelům, že před neurochirurgem
04:21
from a neurosurgeon, because we can really reach
96
249817
2182
si nemůže být žádný neuron jistý,
protože my opravdu můžeme
protože my opravdu můžeme
04:23
just about anywhere in the brain quite safely now.
97
251999
2566
zcela bezpečně zasáhnout téměř kdekoliv v mozku.
04:26
Now the first example I'm going to show you is a patient
98
254565
2520
První případ, který vám chci ukázat, je pacientka
04:29
with Parkinson's disease,
99
257085
1710
s Parkinsonovou nemocí.
04:30
and this lady has Parkinson's disease,
100
258795
1987
Tahle dáma má Parkinsonovu nemoc,
04:32
and she has these electrodes in her brain,
101
260782
2310
v mozku má elektrody
04:35
and I'm going to show you what she's like
102
263092
1282
a já vám ukážu, jak vypadá,
když jsou elektrody nečinné.
když jsou elektrody nečinné.
04:36
when the electrodes are turned off and she has her Parkinson's symptoms,
103
264374
3507
Má příznaky Parkinsonovy nemoci.
04:39
and then we're going to turn it on.
104
267881
2333
A teď elektrody zapneme.
04:42
So this looks something like this.
105
270214
2695
A takhle nějak to vypadá.
04:44
The electrodes are turned off now, and you can see that she has tremor.
106
272909
4505
Teď jsou elektrody vypnuté a vidíte, jak se třese.
04:49
(Video) Man: Okay. Woman: I can't. Man: Can you try to touch my finger?
107
277420
3719
(Video) Muž: Dobře. Žena: Já nemůžu.
Muž: Dokážete se dotknout mého prstu?
Muž: Dokážete se dotknout mého prstu?
04:53
(Video) Man: That's a little better. Woman: That side is better.
108
281139
3625
(Video) Muž: Tohle je o něco lepší.
Žena: Tahle strana je lepší.
Žena: Tahle strana je lepší.
04:56
We're now going to turn it on.
109
284764
3792
Teď je zapneme.
05:00
It's on. Just turned it on.
110
288556
4438
Jsou zapnuté. Právě je zapnul.
05:06
And this works like that, instantly.
111
294561
3263
A fungují takhle, okamžitě.
05:09
And the difference between shaking in this way and not --
112
297824
2982
Rozdíl mezi takovým třesem a klidem --
05:12
(Applause)
113
300806
4601
(Potlesk)
05:17
The difference between shaking in this way and not is related to the misbehavior
114
305407
4105
Rozdíl mezi takovým třesem a klidem
souvisí s neslušným chováním
souvisí s neslušným chováním
05:21
of 25,000 neurons in her subthalamic nucleus.
115
309512
3973
25 000 neuronů v jejím subthalamickém jádře.
05:25
So we now know how to find these troublemakers
116
313485
2576
My teď víme, jak tyhle potížisty najít
05:28
and tell them, "Gentlemen, that's enough.
117
316061
1391
a říct jim: „Pánové, to už stačí.
05:29
We want you to stop doing that."
118
317452
1334
Chceme, abyste toho nechali."
05:30
And we do that with electricity.
119
318786
1222
Děláme to pomocí elektřiny.
05:32
So we use electricity to dictate how they fire,
120
320008
3414
Pomocí elektřiny jim poroučíme,
kdy se mají vybudit
kdy se mají vybudit
05:35
and we try to block their misbehavior using electricity.
121
323422
3462
a snažíme se jí zablokovat jejich nevhodné chování.
05:38
So in this case, we are suppressing the activity of abnormal neurons.
122
326884
3444
V tomto případě potlačujeme
činnost vybočujících neuronů.
činnost vybočujících neuronů.
05:42
We started using this technique in other problems,
123
330328
2562
Začali jsme tuto techniku využívat i u jiných poruch.
05:44
and I'm going to tell you about a fascinating problem
124
332890
1402
Povím vám teď o nesmírně zajímavém problému,
05:46
that we encountered, a case of dystonia.
125
334292
3168
na který jsme narazili, o případu dystonie.
05:49
So dystonia is a disorder affecting children.
126
337460
2505
Dystonie je porucha postihující děti.
05:51
It's a genetic disorder, and it involves a twisting motion,
127
339965
3062
Je to genetická porucha mající
na svědomí zkroucené pohyby
na svědomí zkroucené pohyby
05:55
and these children get progressively more and more twisting
128
343027
2824
a tyto děti se čím dál víc kroutí,
05:57
until they can't breathe, until they get sores,
129
345851
1991
až nemohou dýchat, mají proleženiny,
05:59
urinary infections, and then they die.
130
347842
2031
infekce močových cest a nakonec umírají.
06:01
So back in 1997, I was asked to see this young boy,
131
349873
3373
Již v roce 1997 jsem byl požádán,
abych prohlédl malého chlapce,
abych prohlédl malého chlapce,
06:05
perfectly normal. He has this genetic form of dystonia.
132
353246
2956
který byl úplně normální. Měl genetickou formu dystonie.
06:08
There are eight children in the family.
133
356202
2219
V rodině žije osm dětí.
06:10
Five of them have dystonia.
134
358421
3359
Pět z nich trpí dystonií.
06:13
So here he is.
135
361780
2185
A tady ho máme.
06:15
This boy is nine years old, perfectly normal until the age six,
136
363965
4186
Tenhle chlapec má devět let a do svých
šesti byl úplně normální.
šesti byl úplně normální.
06:20
and then he started twisting his body, first the right foot,
137
368151
4395
Pak se mu začaly kroutit končetiny,
nejdřïv pravé chodidlo,
nejdřïv pravé chodidlo,
06:24
then the left foot, then the right arm, then the left arm,
138
372546
3420
potom levé, pak pravá paže, levá paže,
06:27
then the trunk, and then by the time he arrived,
139
375966
3247
potom trup a do chvíle než přijel,
06:31
within the course of one or two years of the disease onset,
140
379213
2940
v průběhu jednoho nebo dvou let prudkého
náporu nemoci,
náporu nemoci,
06:34
he could no longer walk, he could no longer stand.
141
382153
2320
nemohl už vůbec chodit ani stát.
06:36
He was crippled, and indeed the natural progression
142
384473
2698
Stal se z něho mrzák a samozřejmě
jak se jeho stav přirozeně
jak se jeho stav přirozeně
06:39
as this gets worse is for them to become progressively twisted,
143
387171
3555
zhoršoval, stával se čím dál víc zkroucenější,
06:42
progressively disabled, and many of these children do not survive.
144
390726
5690
postupně nemohoucí.
Mnohé z těchto dětí nepřežívají.
Mnohé z těchto dětí nepřežívají.
06:48
So he is one of five kids.
145
396416
2028
Je jedním z pěti dětí.
06:50
The only way he could get around was crawling on his belly like this.
146
398444
4094
Jediným způsobem, jak se mohl přemisťovat,
bylo takhle se plazit po břiše.
bylo takhle se plazit po břiše.
06:54
He did not respond to any drugs.
147
402538
1956
Nereagoval na žádné léky.
06:56
We did not know what to do with this boy.
148
404494
1940
Nevěděli jsme, co s ním máme dělat.
06:58
We did not know what operation to do,
149
406434
2116
Nevěděli jsme, jak ho máme operovat,
07:00
where to go in the brain,
150
408550
2194
kudy vstoupit do mozku,
07:02
but on the basis of our results in Parkinson's disease,
151
410744
2773
ale na základě výsledků léčení Parkinsonovy nemoci
07:05
we reasoned, why don't we try to suppress
152
413517
2005
jsme se rozhodli zkusit potlačit
07:07
the same area in the brain that we suppressed
153
415522
3097
tu samou oblast mozku
07:10
in Parkinson's disease, and let's see what happens?
154
418619
3655
a pozorovat, co se stane.
07:14
So here he was. We operated on him
155
422274
1787
Takhle vypadal. Operovali jsme ho
07:16
hoping that he would get better. We did not know.
156
424061
3874
a doufali, že se jeho stav zlepší.
Nevěděli jsme to.
Nevěděli jsme to.
07:19
So here he is now, back in Israel where he lives,
157
427935
4127
A takhle vypadá dnes, je zpátky v Izraeli, kde žije,
07:24
three months after the procedure, and here he is.
158
432062
4053
tři měsíce po proceduře a takhle vypadá.
07:28
(Applause)
159
436115
4950
(Potlesk)
07:36
On the basis of this result, this is now a procedure
160
444669
2621
Na základě tohoto výsledku teď existuje postup,
07:39
that's done throughout the world,
161
447290
1248
který se používá po celém světě.
07:40
and there have been hundreds of children
162
448538
1295
Tisícům dětí jsme už tímto
07:41
that have been helped with this kind of surgery.
163
449833
4207
chirurgickým postupem pomohli.
07:46
This boy is now in university
164
454040
2117
Tenhle mladík je dnes na vysoké škole
07:48
and leads quite a normal life.
165
456157
2036
a vede docela běžný život.
07:50
This has been one of the most satisfying cases
166
458193
2368
Byl jedním z případů největšího zadostiučinění,
07:52
that I have ever done in my entire career,
167
460561
1979
jaké jsem kdy ve své dosavadní kariéře zažil,
07:54
to restore movement and walking to this kind of child.
168
462540
3377
když jsem takovému dítěti obnovil
schopnost pohybu a chůze.
schopnost pohybu a chůze.
07:57
(Applause)
169
465917
6255
(Potlesk)
08:04
We realized that perhaps we could use this technology
170
472172
2869
Uvědomovali jsme si, že by se tato
technologie snad dala
technologie snad dala
08:07
not only in circuits that control your movement
171
475041
2172
využít i jinde, než jenom při ovlivňování
08:09
but also circuits that control other things,
172
477213
1952
drah kontrolujících pohyb.
08:11
and the next thing that we took on
173
479165
1147
Další věc, kterou přibíráme,
08:12
was circuits that control your mood.
174
480312
2993
jsou dráhy ovlivňující náladu.
08:15
And we decided to take on depression,
175
483305
2076
Rozhodli jsme se věnovat depresím,
08:17
and the reason we took on depression is because it's so prevalent,
176
485381
2259
a důvodem je to, že jsou velmi rozšířené.
08:19
and as you know, there are many treatments for depression,
177
487640
2544
Jak víte, existuje mnoho postupů jak deprese léčit,
08:22
with medication and psychotherapy,
178
490184
2037
pomocí léků a psychoterapie,
08:24
even electroconvulsive therapy,
179
492221
2062
dokonce terapie elektrošoky.
08:26
but there are millions of people,
180
494283
1334
Ale milióny lidí
08:27
and there are still 10 or 20 percent of patients with depression
181
495617
2792
a stále ještě 10 nebo 20 procent
pacientů s depresemi
pacientů s depresemi
08:30
that do not respond, and it is these patients that we want to help.
182
498409
3252
na léčbu nereaguje a těmto
pacientům chceme pomoci.
pacientům chceme pomoci.
08:33
And let's see if we can use this technique
183
501661
2103
Podívejme se tedy, jestli touto technikou
08:35
to help these patients with depression.
184
503764
2239
můžeme pomoct pacientům s depresemi.
08:38
So the first thing we did was, we compared,
185
506003
1850
Začali jsme s tím, že jsme porovnali
08:39
what's different in the brain of someone with depression
186
507853
1824
rozdíly v mozcích někoho s depresí
08:41
and someone who is normal,
187
509677
1668
a někoho, kdo je normální.
08:43
and what we did was PET scans to look at the blood flow of the brain,
188
511345
3460
Provedli jsme vyšetření pozitronovou emisní
tomografií, abychom se podívali na prokrvení mozku
tomografií, abychom se podívali na prokrvení mozku
08:46
and what we noticed is that in patients with depression
189
514805
2369
a všimli jsme si, že pacient s depresí má,
08:49
compared to normals,
190
517174
2045
v porovnání s normálním stavem,
08:51
areas of the brain are shut down,
191
519219
1498
vypnuty některé oblasti mozku.
08:52
and those are the areas in blue.
192
520717
1265
To jsou ty modré oblasti.
08:53
So here you really have the blues,
193
521982
1620
Tak tady máme opravdu špatnou náladu.
08:55
and the areas in blue are areas that are involved
194
523602
3573
Modré oblasti mají vliv
08:59
in motivation, in drive and decision-making,
195
527175
2656
na motivaci, ovlivňují elán a rozhodování.
09:01
and indeed, if you're severely depressed as these patients were,
196
529831
2495
A opravdu, pokud jste ve vážně
depresivním stavu jako byli tito pacienti,
depresivním stavu jako byli tito pacienti,
09:04
those are impaired. You lack motivation and drive.
197
532326
2692
jsou tyto oblasti postiženy.
Ztrácíte motivaci a energii.
Ztrácíte motivaci a energii.
09:07
The other thing we discovered
198
535018
1879
Další věc, kterou jsme objevili,
09:08
was an area that was overactive, area 25,
199
536897
2489
byla hyperaktivní oblast 25,
09:11
seen there in red,
200
539386
1588
označená červeně,
09:12
and area 25 is the sadness center of the brain.
201
540974
2657
která je v mozku centrem smutku.
09:15
If I make any of you sad, for example, I make you remember
202
543631
2873
Když někoho z vás rozesmutním,
například když budu chtít,
například když budu chtít,
09:18
the last time you saw your parent before they died
203
546504
2287
abyste zavzpomínali na poslední
setkání s rodiči předtím než zemřeli
setkání s rodiči předtím než zemřeli
09:20
or a friend before they died,
204
548791
1633
nebo na přítele předtím než zemřel,
09:22
this area of the brain lights up.
205
550424
1206
tato oblast mozku se rozzáří.
09:23
It is the sadness center of the brain.
206
551630
1723
Je to centrum sklíčenosti v mozku.
09:25
And so patients with depression have hyperactivity.
207
553353
3212
Pacienti s depresí jsou hyperaktivní.
09:28
The area of the brain for sadness is on red hot.
208
556565
2178
Oblast smutku je u nich žhavě rudá.
09:30
The thermostat is set at 100 degrees,
209
558743
2657
Termostat je nastaven na 100 stupňů
09:33
and the other areas of the brain, involved in drive and motivation, are shut down.
210
561400
3128
a ostatní oblasti mozku ovlivňující
energii a motivaci, jsou vypnuty.
energii a motivaci, jsou vypnuty.
09:36
So we wondered, can we place electrodes in this area of sadness
211
564528
2997
Byli jsme zvědaví na to, co se stane,
když umístíme elektrodu do oblasti smutku,
když umístíme elektrodu do oblasti smutku,
09:39
and see if we can turn down the thermostat,
212
567525
2429
jestli budeme moci snížit teplotu na termostatu,
09:41
can we turn down the activity,
213
569954
1713
jestli budeme moci utlumit aktivitu
09:43
and what will be the consequence of that?
214
571667
2122
a jaké to bude mít další dopady.
09:45
So we went ahead and implanted electrodes in patients with depression.
215
573789
3127
Tak jsme tedy přikročili k implantaci
elektrod u pacientů s depresemi.
elektrod u pacientů s depresemi.
09:48
This is work done with my colleague Helen Mayberg from Emory.
216
576916
2487
Tohle je práce mé kolegyně
Helen Maybergové z Emory.
Helen Maybergové z Emory.
09:51
And we placed electrodes in area 25,
217
579403
1934
Umístili jsme elektrody do oblasti 25.
09:53
and in the top scan you see before the operation,
218
581337
2285
Na horním snímku vidíte oblast před operací,
09:55
area 25, the sadness area is red hot,
219
583622
2286
oblast smutku je rozžhavená do ruda
09:57
and the frontal lobes are shut down in blue,
220
585908
2394
a čelní laloky jsou utlumené v modré barvě.
10:00
and then, after three months of continuous stimulation,
221
588302
2408
Pak po třech měsících nepřetržité stimulace,
10:02
24 hours a day, or six months of continuous stimulation,
222
590710
3015
24 hodin denně a nakonec po šesti měsících
nepřetržité stimulace,
nepřetržité stimulace,
10:05
we have a complete reversal of this.
223
593725
1774
jsme dosáhli úplně obráceného stavu.
10:07
We're able to drive down area 25,
224
595499
2839
Jsme schopni vrátit oblast 25
10:10
down to a more normal level,
225
598338
1952
zpět na úroveň odpovídající normálnímu stavu
10:12
and we're able to turn back online
226
600290
2036
a znovu oživit
10:14
the frontal lobes of the brain,
227
602326
1308
čelní laloky mozku.
10:15
and indeed we're seeing very striking results
228
603634
1869
A vskutku vidíme velmi pozoruhodné výsledky
10:17
in these patients with severe depression.
229
605503
2747
u těch pacientů, kteří trpí těžkými depresemi.
10:20
So now we are in clinical trials, and are in Phase III clinical trials,
230
608250
2902
V současné době probíhají klinické testy
a jsou ve fázi III,
a jsou ve fázi III,
10:23
and this may become a new procedure,
231
611152
2543
a ty mohou přejít v nový postup,
10:25
if it's safe and we find that it's effective,
232
613695
2183
pokud bude bezpečný a efektivní
10:27
to treat patients with severe depression.
233
615878
3674
v léčbě pacientů s těžkými depresemi.
10:31
I've shown you that we can use deep brain stimulation
234
619567
2960
Ukázal jsem vám,
že se dá hluboká stimulace mozku použít
že se dá hluboká stimulace mozku použít
10:34
to treat the motor system
235
622527
2087
pro léčbu pohybového aparátu
10:36
in cases of Parkinson's disease and dystonia.
236
624614
2446
v případě Parkinsonovy nemoci a dystonie.
10:39
I've shown you that we can use it to treat a mood circuit
237
627060
2385
Viděli jste, že ji můžeme využít v případech
10:41
in cases of depression.
238
629445
1650
léčby depresivních nálad.
10:43
Can we use deep brain stimulation to make you smarter?
239
631095
4545
Můžete využít hlubokou stimulaci mozku k tomu,
abyste byli chytřejší?
abyste byli chytřejší?
10:47
(Laughter)
240
635640
2096
(Smích)
10:49
Anybody interested in that?
241
637736
2566
Má někdo zájem?
10:52
(Applause)
242
640302
2300
(Potlesk)
10:54
Of course we can, right?
243
642602
2988
Správně, samozřejmě že můžete.
10:57
So what we've decided to do is
244
645590
2214
Rozhodli jsme se, že zkusíme
10:59
we're going to try to turbocharge
245
647804
2421
mimořádnou stimulaci
11:02
the memory circuits in the brain.
246
650225
2205
paměťových obvodů v mozku.
11:04
We're going to place electrodes within the circuits
247
652430
2736
Dovnitř obvodů umístíme elektrody,
11:07
that regulate your memory and cognitive function
248
655166
2676
které budou řídit vaši paměť a poznávací funkce
11:09
to see if we can turn up their activity.
249
657842
3270
a uvidíme, jestli zvýšíme jejich aktivitu.
11:13
Now we're not going to do this in normal people.
250
661112
1938
Nechystáme se to testovat na zdravých lidech.
11:15
We're going to do this in people that have cognitive deficits,
251
663050
3652
Ale zkusíme to na lidech,
kteří mají poruchy poznávání.
kteří mají poruchy poznávání.
11:18
and we've chosen to treat patients with Alzheimer's disease
252
666702
3459
Pro léčbu jsme vybrali pacienty
s Alzheimerovou chorobou,
s Alzheimerovou chorobou,
11:22
who have cognitive and memory deficits.
253
670161
2107
kteří mají poruchy paměti a poznávání.
11:24
As you know, this is the main symptom
254
672268
1939
Jak víte, jsou to hlavní příznaky
11:26
of early onset Alzheimer's disease.
255
674207
2423
brzkého nástupu Alzheimerovy choroby.
11:28
So we've placed electrodes within this circuit
256
676630
2194
Dovnitř oblasti mozku zvané formix,
11:30
in an area of the brain called the fornix,
257
678824
1995
což je hlavní cesta, která vstupuje a vystupuje
11:32
which is the highway in and out of this memory circuit,
258
680819
2778
z paměťového obvodu, jsme umístili elektrody.
11:35
with the idea to see if we can turn on this memory circuit,
259
683597
3428
Napadlo nás, že bychom mohli
zapnout paměťový obvod
zapnout paměťový obvod
11:39
and whether that can, in turn, help these patients
260
687025
3249
a v případě, že se to povede,
na oplátku pomoct pacientům
na oplátku pomoct pacientům
11:42
with Alzheimer's disease.
261
690274
2309
s Alzheimerovou chorobou.
11:44
Now it turns out that in Alzheimer's disease,
262
692583
2318
U Alzheimerovy choroby je příznačný
11:46
there's a huge deficit in glucose utilization in the brain.
263
694901
4072
hluboký deficit glukózy v mozku.
11:50
The brain is a bit of a hog when it comes to using glucose.
264
698973
3418
Mozek se k využití glukózy chová
tak trochu jako čuně.
tak trochu jako čuně.
11:54
It uses 20 percent of all your --
265
702391
1760
Spotřebovává 20 procent veškeré glukózy --
11:56
even though it only weighs two percent --
266
704151
1515
i když v poměru ke zbytku těla váží
pouhá dvě procenta --
pouhá dvě procenta --
11:57
it uses 10 times more glucose than it should based on its weight.
267
705666
3145
spotřebovává 10krát víc glukózy
než by měl na základě své hmotnosti.
než by měl na základě své hmotnosti.
12:00
Twenty percent of all the glucose in your body is used by the brain,
268
708811
2583
Dvacet procent veškeré glukózy v těle
se spotřebovává v mozku
se spotřebovává v mozku
12:03
and as you go from being normal
269
711394
2430
a jak přecházíte od normálního stavu
12:05
to having mild cognitive impairment,
270
713824
2193
přes mírné zhoršení poznávání,
12:08
which is a precursor for Alzheimer's, all the way to Alzheimer's disease,
271
716017
2455
což je předzvěst Alzheimerovy choroby,
až k Alzheimerově chorobě,
až k Alzheimerově chorobě,
12:10
then there are areas of the brain that stop using glucose.
272
718472
2689
objevují se oblasti mozku,
které přestávají spotřebovávat glukózu.
které přestávají spotřebovávat glukózu.
12:13
They shut down. They turn off.
273
721161
2295
Uzavřou se. Vypnou se.
12:15
And indeed, what we see is that these areas in red
274
723456
2282
A opravdu můžeme vidět, jak se červené oblasti
12:17
around the outside ribbon of the brain
275
725738
1767
kolem vnějšího obvodu mozku
12:19
are progressively getting more and more blue
276
727505
2276
postupně mění v modré,
12:21
until they shut down completely.
277
729781
3172
až dokud se úplně nevypnou.
12:24
This is analogous to having a power failure
278
732953
2359
Podobá se to výpadku napájení,
12:27
in an area of the brain, a regional power failure.
279
735312
2543
místnímu výpadku proudu v některé oblasti mozku.
12:29
So the lights are out in parts of the brain
280
737855
2397
U pacientů s Alzheimerovou chorobou
12:32
in patients with Alzheimer's disease,
281
740252
2598
tedy zhaslo osvětlení
12:34
and the question is, are the lights out forever,
282
742850
2409
a je otázkou, jestli je tomu tak navždy
12:37
or can we turn the lights back on?
283
745259
2861
nebo jestli dokážeme světla znovu rozsvítit.
12:40
Can we get those areas of the brain to use glucose once again?
284
748120
3236
Dokážeme, aby ony oblasti mozku znovu
začaly spotřebovávat glukózu?
začaly spotřebovávat glukózu?
12:43
So this is what we did. We implanted electrodes in the fornix
285
751356
2550
Udělali jsme tohle. Pacientům s Alzheimerovou chorobou
12:45
of patients with Alzheimer's disease, we turned it on,
286
753906
2613
jsme implantovali elektrody,
pustili jsme do nich proud
pustili jsme do nich proud
12:48
and we looked at what happens to glucose use in the brain.
287
756519
3511
a sledovali jsme, co se stane s glukózou v mozku.
12:52
And indeed, at the top, you'll see before the surgery,
288
760030
3262
A vskutku, nahoře uvidíte stav před zákrokem,
12:55
the areas in blue are the areas that use less glucose than normal,
289
763292
3364
modré oblasti spotřebovávají
méně glukózy než je běžné
méně glukózy než je běžné
12:58
predominantly the parietal and temporal lobes.
290
766656
2208
převážně v oblasti temenních a spánkových laloků.
13:00
These areas of the brain are shut down.
291
768864
1710
Tyhle oblasti mozku jsou vypnuté.
13:02
The lights are out in these areas of the brain.
292
770574
2675
V těchto oblastech zhasla světla.
13:05
We then put in the DBS electrodes and we wait for a month
293
773249
2954
Přiložili jsme k nim elektrody pro
hlubokou stimulaci a počkali jsme měsíc
hlubokou stimulaci a počkali jsme měsíc
13:08
or a year, and the areas in red
294
776203
1391
a rok a ty červené oblasti
13:09
represent the areas where we increase glucose utilization.
295
777594
3307
označují místa, kde jsme zvýšili spotřebu glukózy.
13:12
And indeed, we are able to get these areas of the brain
296
780901
2120
Opravdu jsme dokázali, že oblasti, které nespotřebovávaly
13:15
that were not using glucose to use glucose once again.
297
783021
3514
glukózu, ji znovu začaly spotřebovávat.
13:18
So the message here is that, in Alzheimer's disease,
298
786535
2352
A poznatek z toho je ten, že v případě
Alzheimerovy choroby
Alzheimerovy choroby
13:20
the lights are out, but there is someone home,
299
788887
2329
se sice nesvítí, ale někdo je doma
13:23
and we're able to turn the power back on
300
791216
2149
a my dokážeme znovu zavést do těchto
13:25
to these areas of the brain, and as we do so,
301
793365
2306
oblastí proud. A jakmile to uděláme,
13:27
we expect that their functions will return.
302
795671
2936
očekáváme, že se jim znovu vrátí jejich funkce.
13:30
So this is now in clinical trials.
303
798607
2127
Provádíme teď klinické testy.
13:32
We are going to operate on 50 patients
304
800734
1901
Budeme operovat 50 pacientů
13:34
with early Alzheimer's disease
305
802635
1978
s Alzheimerovou chorobou v raném stadiu.
13:36
to see whether this is safe and effective,
306
804613
2057
Uvidíme, jestli je to bezpečné a účinné
13:38
whether we can improve their neurologic function.
307
806670
2979
a zdali můžeme podpořit jejich neurologické funkce.
13:41
(Applause)
308
809649
7480
(Potlesk)
13:49
So the message I want to leave you with today is that,
309
817129
2948
Takže vám chci dnes zanechat ten poznatek,
13:52
indeed, there are several circuits in the brain
310
820077
2604
že jsou v mozku dráhy,
13:54
that are malfunctioning across various disease states,
311
822681
3926
které selhávají napříč různými chorobnými stavy,
13:58
whether we're talking about Parkinson's disease,
312
826607
2208
ať už mluvíme o Parkinsonově nemoci,
14:00
depression, schizophrenia, Alzheimer's.
313
828815
3082
depresích, schizofrenii, Alzheimerově chorobě.
14:03
We are now learning to understand what are the circuits,
314
831897
3030
Teprve se učíme chápat, jaké jsou ony dráhy,
14:06
what are the areas of the brain that are responsible for
315
834927
2202
a které oblasti mozku odpovídají
14:09
the clinical signs and the symptoms of those diseases.
316
837129
2520
kterým klinickým projevům
a příznakům těchto nemocí.
a příznakům těchto nemocí.
14:11
We can now reach those circuits.
317
839649
2306
Dnes k těmto drahám v mozku můžeme dosáhnout.
14:13
We can introduce electrodes within those circuits.
318
841955
2632
Dokážeme k nim zavést elektrody.
14:16
We can graduate the activity of those circuits.
319
844587
2982
Jsme schopni stupňovat jejich aktivitu.
14:19
We can turn them down if they are overactive,
320
847569
3252
Dokážeme je utlumit, jestliže jsou nadměrně aktivní,
14:22
if they're causing trouble, trouble that is felt throughout the brain,
321
850821
2957
když působí potíže, které lze pocítit v celém mozku
14:25
or we can turn them up if they are underperforming,
322
853778
2581
nebo je můžeme posílit, pokud pracují nedostatečně.
14:28
and in so doing, we think that we may be able to help
323
856359
2393
Myslíme, že tím dokážeme pomoci
14:30
the overall function of the brain.
324
858752
2340
celkové činnosti mozku.
14:33
The implications of this, of course, is that we may be able
325
861092
2554
Důsledkem toho samozřejmě je,
že možná budeme schopni
že možná budeme schopni
14:35
to modify the symptoms of the disease,
326
863646
2310
měnit příznaky nemoci,
14:37
but I haven't told you but there's also some evidence
327
865956
1909
ale neřeknu vám kdy, ačkoliv také existují důkazy
14:39
that we might be able to help the repair of damaged areas of the brain using electricity,
328
867865
4163
že bychom mohli pomáhat napravovat poškozené oblasti mozku pomocí elektřiny.
14:44
and this is something for the future, to see if, indeed,
329
872028
2452
V budoucnu uvidíme, zdali opravdu
14:46
we not only change the activity but also
330
874480
2239
ovlivníme nejen aktivitu mozku, ale také
14:48
some of the reparative functions of the brain
331
876719
2014
zda můžeme vytěžit něco
14:50
can be harvested.
332
878733
1555
z opravných funkcí mozku.
14:52
So I envision that we're going to see a great expansion
333
880288
3047
V duchu si představuji, že dojde k velkému rozmachu
14:55
of indications of this technique.
334
883335
2452
předepisování léčby touto technikou.
14:57
We're going to see electrodes being placed for many disorders of the brain.
335
885787
2779
Uvidíme nasazení elektrod při léčení mnoha mozkových poruch.
15:00
One of the most exciting things about this is that, indeed,
336
888566
2959
Vzrušuje mě na tom, že to vyvolá
15:03
it involves multidisciplinary work.
337
891525
1847
opravdu mezioborovou spolupráci.
15:05
It involves the work of engineers, of imaging scientists,
338
893372
2802
Vyžádá si to spolupráci techniků,
vědců v oboru zobrazování,
vědců v oboru zobrazování,
15:08
of basic scientists, of neurologists,
339
896174
2202
základního výzkumu, neurologù,
15:10
psychiatrists, neurosurgeons, and certainly at the interface
340
898376
2752
psychiatrů, neurochirurgů a jistě i na rozhraní
15:13
of these multiple disciplines that there's the excitement.
341
901128
2941
těchto mnoha oborů, což je právě vzrušující.
15:16
And I think that we will see that
342
904069
2757
Myslím, že budeme v průběhu času sledovat,
15:18
we will be able to chase more of these evil spirits
343
906826
3436
že dokážeme vyhánět stále více těchto zlých duchů
15:22
out from the brain as time goes on,
344
910262
1896
z mozku ven.
15:24
and the consequence of that, of course, will be
345
912158
1902
A zajisté jako důsledek toho bude
15:26
that we will be able to help many more patients.
346
914060
2272
naše schopnost pomáhat mnohem více pacientům.
15:28
Thank you very much.
347
916332
1250
Mnohokrát vám děkuji.
ABOUT THE SPEAKER
Andres Lozano - NeurosurgeonThe chair of neurosurgery at the University of Toronto, Andres Lozano has pioneered the use of deep brain stimulation for treating Parkinson’s, depression, anorexia and Alzheimer’s disease.
Why you should listen
Andres Lozano remembers the most satisfying case of his career – helping a boy with a genetic form of dystonia which had twisted his body to the point where he was only able to crawl on his stomach. While he didn’t respond to drugs, he responded wonderfully to deep brain stimulation. Three months after surgery, he was walking like a normal child. He’s now a college student leading a normal life.
Lozano is a pioneer in deep brain stimulation. His team has mapped out areas of the human brain and pioneered novel surgical approaches to treat disorders like Parkinson’s disease, depression, dystonia, anorexia, Huntington’s and Alzheimer’s disease. The chairman of neurosurgery at the University of Toronto, he holds both the R.R. Tasker Chair in Functional Neurosurgery at the Krembil Neuroscience Centre and a Tier 1 Canada Research Chair in Neuroscience.
Lozano has over 400 publications, serves on the board of several international organizations and is a founding member of the scientific advisory board of the Michael J. Fox Foundation. He has received a number of awards including the Olivecrona Medal and the Pioneer in Medicine award, has been elected a Fellow of the Royal Society of Canada and the Canadian Academy of Health Sciences and has received the Order of Spain.
Andres Lozano | Speaker | TED.com