TEDxCaltech
Andres Lozano: Parkinson's, depression and the switch that might turn them off
Andres Lozano: Parkinson, depressione, e l'interruttore che potrebbe spegnerle.
Filmed:
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La stimolazione cerebrale profonda sta diventando molto accurata. Questa tecnica permette ai chirurghi di inserire elettrodi nell'area del cervello desiderata, e regolarli -- come il volume di una radio -- per correggere varie disfunzioni cerebrali. Una presentazione coinvolgente che ci mostra queste tecniche emergenti, con una donna affetta da Parkinson che smette immediatamente di tremare e aree del cervello erose dall'Alzheimer che tornano a vivere. (Filmato a 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
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00:12
One of the things I want to establish right from the start
0
401
2316
La prima cosa che dovete sapere
00:14
is that not all neurosurgeons wear cowboy boots.
1
2717
3030
è che non tutti i neurochirurghi vanno in giro con gli stivali da cowboy.
00:17
I just wanted you to know that.
2
5747
2179
Volevo solo che lo sapeste.
00:19
So I am indeed a neurosurgeon,
3
7926
2409
Bene, io sono un neurochirurgo
00:22
and I follow a long tradition of neurosurgery,
4
10335
3927
e seguo le orme di molti altri neurochirurghi.
00:26
and what I'm going to tell you about today
5
14262
1593
Quello di cui parlerò oggi
00:27
is adjusting the dials in the circuits in the brain,
6
15855
2318
è di come regolare il funzionamento dei circuiti cerebrali,
00:30
being able to go anywhere in the brain
7
18173
1955
raggiungendo qualunque punto del cervello
00:32
and turning areas of the brain up or down
8
20128
2419
stimolando o bloccando alcune aree
00:34
to help our patients.
9
22547
2212
per aiutare i nostri pazienti.
00:36
So as I said, neurosurgery comes from a long tradition.
10
24759
2950
Come ho già detto, la neurochirurgia ha una lunga storia,
00:39
It's been around for about 7,000 years.
11
27709
3552
di 7000 anni circa.
00:43
In Mesoamerica, there used to be neurosurgery,
12
31261
3725
In Mesoamerica esisteva la neurochirurgia
00:46
and there were these neurosurgeons that used to treat patients.
13
34986
3768
e c'erano dei neurochirughi che trattavano i pazienti.
00:50
And they were trying to -- they knew that the brain was involved
14
38754
3911
Quello che stavano cercando di fare -- sapevano che il cervello
00:54
in neurological and psychiatric disease.
15
42680
2352
aveva a che fare con problemi neurologici e psichiatrici.
00:57
They didn't know exactly what they were doing.
16
45032
2161
Ma non erano sicuri di quello che stavano facendo.
00:59
Not much has changed, by the way. (Laughter)
17
47193
2814
E questo non è che sia cambiato molto. (Risate)
01:02
But they thought that,
18
50007
1873
Ma pensavano che,
01:03
if you had a neurologic or psychiatric disease,
19
51880
2003
la causa di una malattia psichiatrica o neurologica,
01:05
it must be because you are possessed
20
53883
2591
fosse uno spirito maligno, che possedeva
01:08
by an evil spirit.
21
56474
2352
i malati.
01:10
So if you are possessed by an evil spirit
22
58826
1969
Quindi, se si è posseduti,
01:12
causing neurologic or psychiatric problems,
23
60795
2820
e questo crea problemi psichiatrici o neurologici,
01:15
then the way to treat this is, of course,
24
63615
2021
l'unico modo per risolvere il problema, naturalmente
01:17
to make a hole in your skull and let the evil spirit escape.
25
65636
5683
è forare il cranio del malato per far sì che lo spirito possa uscire.
01:23
So this was the thinking back then,
26
71319
1378
Questo era quello che si pensava all'epoca,
01:24
and these individuals made these holes.
27
72697
4144
e queste persone facevano quesi fori.
01:28
Sometimes the patients were a little bit reluctant
28
76841
2983
A volte i pazienti non erano particolarmente entusiasti
01:31
to go through this because, you can tell that
29
79824
2415
del trattamento, perché possiamo vedere che
01:34
the holes are made partially and then, I think,
30
82239
2451
alcuni fori sono incompleti, cioè vediamo
01:36
there was some trepanation, and then they left very quickly
31
84690
2015
una trapanazione parziale, poi il paziente se n'è andato
01:38
and it was only a partial hole,
32
86705
1901
senza aver completato il foro,
01:40
and we know they survived these procedures.
33
88606
2316
e sappiamo che si poteva sopravvivere all'operazione.
01:42
But this was common.
34
90922
1208
Ed era una cosa comune.
01:44
There were some sites where one percent
35
92130
1266
In alcuni siti vediamo che l'1%
01:45
of all the skulls have these holes, and so you can see
36
93396
2725
dei crani hanno questi fori, quindi i disturbi
01:48
that neurologic and psychiatric disease is quite common,
37
96121
3194
neurologici e psichiatrici erano relativamente comuni
01:51
and it was also quite common about 7,000 years ago.
38
99315
4433
7000 anni fa come ora.
01:55
Now, in the course of time,
39
103748
2153
Con il passare del tempo
01:57
we've come to realize that
40
105901
2220
abbiamo imparato che
02:00
different parts of the brain do different things.
41
108121
2258
diverse aree del cervello fanno cose diverse.
02:02
So there are areas of the brain that are dedicated
42
110379
1187
Alcune aree sono responsabili
02:03
to controlling your movement or your vision
43
111566
2693
del controllo motorio o visivo
02:06
or your memory or your appetite, and so on.
44
114259
2949
o della memoria, dell'appetito, etc.
02:09
And when things work well, then the nervous system
45
117208
2734
Quando tutto funziona correttamente, il sistema nervoso
02:11
works well, and everything functions.
46
119942
1669
funziona correttamente, e tutto va bene.
02:13
But once in a while, things don't go so well,
47
121611
2247
Ma a volte, non va tutto bene,
02:15
and there's trouble in these circuits,
48
123858
2542
s'inceppa qualcosa in questi circuiti
02:18
and there are some rogue neurons that are misfiring
49
126400
2704
e alcuni neuroni ribelli non si attivano correttamente
02:21
and causing trouble, or sometimes they're underactive
50
129104
3179
e danno problemi, o a volte non sono abbastanza attivi
02:24
and they're not quite working as they should.
51
132283
2544
e quindi non tutto funziona come dovrebbe.
02:26
Now, the manifestation of this
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134827
2137
Le conseguenze pratiche
02:28
depends on where in the brain these neurons are.
53
136964
2484
dipendono dall'area del cervello in cui sono situati i neuroni.
02:31
So when these neurons are in the motor circuit,
54
139448
2422
Ad esempio se appartengono al circuito motorio,
02:33
you get dysfunction in the movement system,
55
141870
2412
si vede una disfunzione nel sistema motorio,
02:36
and you get things like Parkinson's disease.
56
144282
2166
come succede ad esempio con il Parkinson.
02:38
When the malfunction is in a circuit that regulates your mood,
57
146448
3296
Se invece i problemi sono in un circuito che regola l'umore,
02:41
you get things like depression,
58
149744
2284
possono causare ad esempio depressione,
02:44
and when it is in a circuit that controls your memory and cognitive function,
59
152028
3824
e se sono in un circuito che controlla la memoria
e le funzioni cognitive
e le funzioni cognitive
02:47
then you get things like Alzheimer's disease.
60
155852
2521
portano ad esempio all'Alzheimer.
02:50
So what we've been able to do is to pinpoint
61
158373
2723
Quindi ora siamo riusciti a trovare esattamente
02:53
where these disturbances are in the brain,
62
161096
2307
dove si verificano questi disturbi nel cervello,
02:55
and we've been able to intervene within these circuits
63
163403
3037
e ora possiamo intervenire su questi circuiti
02:58
in the brain to either turn them up or turn them down.
64
166440
3656
nel cervello per regolarne l'intensità.
03:02
So this is very much like choosing the correct station
65
170096
2284
Quindi è un po' come riuscire a trovare
03:04
on the radio dial.
66
172380
1975
la frequenza giusta alla radio.
03:06
Once you choose the right station, whether it be jazz or opera,
67
174355
2649
Quando trovi la stazione giusta,
non importa se jazz o lirica,
non importa se jazz o lirica,
03:09
in our case whether it be movement or mood,
68
177004
2333
o per noi movimenti o umore,
03:11
we can put the dial there,
69
179337
1966
possiamo sintonizzarci lì
03:13
and then we can use a second button to adjust the volume,
70
181303
2771
e poi usare un pulsante per regolare il volume,
03:16
to turn it up or turn it down.
71
184074
2009
alzarlo o abbassarlo.
03:18
So what I'm going to tell you about
72
186083
1228
Quindi adesso vedremo
03:19
is using the circuitry of the brain to implant electrodes
73
187311
4058
come usare circuiti nel cervello per inserire elettrodi
03:23
and turning areas of the brain up and down
74
191369
2468
e alzare o abbassare il "volume" nelle aree del cervello
03:25
to see if we can help our patients.
75
193837
1704
per vedere se può aiutare i nostri pazienti.
03:27
And this is accomplished using this kind of device,
76
195541
2333
E questo è possibile usando questo tipo di strumento,
03:29
and this is called deep brain stimulation.
77
197874
2461
e l'operazione si chiama
stimolazione cerebrale profonda.
stimolazione cerebrale profonda.
03:32
So what we're doing is placing these electrodes throughout the brain.
78
200335
3071
Quello che facciamo è posizionare gli elettrodi
in varie parti del cervello.
in varie parti del cervello.
03:35
Again, we are making holes in the skull about the size of a dime,
79
203406
3949
Basta un foro nel cranio, di un paio di centimetri
03:39
putting an electrode in, and then this electrode
80
207355
2151
si inserisce l'elettrodo, e questo
03:41
is completely underneath the skin
81
209506
2228
rimane completamente sottopelle
03:43
down to a pacemaker in the chest,
82
211734
2090
arriva a un pacemaker nel petto,
03:45
and with a remote control very much like a television remote control,
83
213824
4528
e con un telecomando, tipo quello della tv,
03:50
we can adjust how much electricity we deliver
84
218352
2979
possiamo regolare l'elettricità che queste aree
03:53
to these areas of the brain.
85
221331
2068
del cervello ricevono.
03:55
We can turn it up or down, on or off.
86
223399
2891
Possiamo alzarla, abbassarla,
accenderle o spegnerle.
accenderle o spegnerle.
03:58
Now, about a hundred thousand patients in the world
87
226290
2655
Al mondo ci sono circa 100 mila pazienti
04:00
have received deep brain stimulation,
88
228945
1876
che hanno ricevuto
questa stimolazione cerebrale profonda.
questa stimolazione cerebrale profonda.
04:02
and I'm going to show you some examples
89
230821
1154
Vi voglio far vedere qualche esempio
04:03
of using deep brain stimulation to treat disorders of movement,
90
231975
2711
dell'uso della stimolazione cerebrale per trattare
04:06
disorders of mood and disorders of cognition.
91
234686
4514
disordini motori, emotivi e cognitivi.
04:11
So this looks something like this when it's in the brain.
92
239200
2739
Qui potete vedere il dispositivo nel cervello.
04:13
You see the electrode going through the skull into the brain
93
241939
2235
L'elettrodo attraversa il cranio per arrivare al cervello
04:16
and resting there, and we can place this really anywhere in the brain.
94
244174
3183
e rimane lì, può essere posizionato in qualunque area.
04:19
I tell my friends that no neuron is safe
95
247357
2460
Dico sempre ai miei amici che nessun neurone
04:21
from a neurosurgeon, because we can really reach
96
249817
2182
è al sicuro, perché i neurochirurghi possono davvero
04:23
just about anywhere in the brain quite safely now.
97
251999
2566
raggiungere qualsiasi area del cervello tranquillamente.
04:26
Now the first example I'm going to show you is a patient
98
254565
2520
Ora, il primo esempio è quello di un paziente
04:29
with Parkinson's disease,
99
257085
1710
afflitto da Parkinson.
04:30
and this lady has Parkinson's disease,
100
258795
1987
Questa signora ha il Parkinson,
04:32
and she has these electrodes in her brain,
101
260782
2310
è ha degli elettrodi nel cervello
04:35
and I'm going to show you what she's like
102
263092
1282
e ora vorrei farvi vedere quello che succede
04:36
when the electrodes are turned off and she has her Parkinson's symptoms,
103
264374
3507
quando gli elettrodi sono spenti
e possiamo vedere i sintomi del Parkinson,
e possiamo vedere i sintomi del Parkinson,
04:39
and then we're going to turn it on.
104
267881
2333
e poi quando attiviamo gli elettrodi.
04:42
So this looks something like this.
105
270214
2695
Ok, la differenza è questa.
04:44
The electrodes are turned off now, and you can see that she has tremor.
106
272909
4505
Qui gli elettrodi sono spenti, e la paziente ha un tremore.
04:49
(Video) Man: Okay. Woman: I can't. Man: Can you try to touch my finger?
107
277420
3719
(Video) Uomo: ok. Donna: Non ci riesco.
Uomo: riesci a toccarmi il dito?
Uomo: riesci a toccarmi il dito?
04:53
(Video) Man: That's a little better. Woman: That side is better.
108
281139
3625
(Video) Uomo: Va un po' meglio.
Donna: Questo lato va meglio.
Donna: Questo lato va meglio.
04:56
We're now going to turn it on.
109
284764
3792
Adesso attiviamo gli elettrodi.
05:00
It's on. Just turned it on.
110
288556
4438
Ora sono attivi, li abbiamo appena accesi.
05:06
And this works like that, instantly.
111
294561
3263
E funziona subito, potete vedere.
05:09
And the difference between shaking in this way and not --
112
297824
2982
E la differenza tra il tremore di prima e questo --
05:12
(Applause)
113
300806
4601
(Applausi)
05:17
The difference between shaking in this way and not is related to the misbehavior
114
305407
4105
La differenza tra il tremore o meno ha a che fare con il malfunzionamento
05:21
of 25,000 neurons in her subthalamic nucleus.
115
309512
3973
di 25 mila neuroni nel suo nucleo subtalamico.
05:25
So we now know how to find these troublemakers
116
313485
2576
Adesso sappiamo come trovare questi neuroni ribelli
05:28
and tell them, "Gentlemen, that's enough.
117
316061
1391
e dir loro, "Ragazzi, adesso basta.
05:29
We want you to stop doing that."
118
317452
1334
Smettetela."
05:30
And we do that with electricity.
119
318786
1222
E lo facciamo usando l'elettricità.
05:32
So we use electricity to dictate how they fire,
120
320008
3414
Possiamo usare l'elettricità per controllarne gli impulsi,
05:35
and we try to block their misbehavior using electricity.
121
323422
3462
e cerchiamo di eliminare i problemi usando l'elettricità.
05:38
So in this case, we are suppressing the activity of abnormal neurons.
122
326884
3444
Qui ad esempio, stiamo bloccando l'attività di neuroni anomali.
05:42
We started using this technique in other problems,
123
330328
2562
Possiamo applicare questa tecnica ad altri problemi
05:44
and I'm going to tell you about a fascinating problem
124
332890
1402
e voglio parlarvi di un caso affascinante
05:46
that we encountered, a case of dystonia.
125
334292
3168
di cui ci siamo occupati, un caso di distonia.
05:49
So dystonia is a disorder affecting children.
126
337460
2505
La distonia è un disturbo che interessa i bambini;
05:51
It's a genetic disorder, and it involves a twisting motion,
127
339965
3062
è genetica, e porta a contrazioni muscolari e movimenti di torsione
05:55
and these children get progressively more and more twisting
128
343027
2824
che si intensificano sempre più in questi bambini,
05:57
until they can't breathe, until they get sores,
129
345851
1991
finchè non riescono a respirare,
05:59
urinary infections, and then they die.
130
347842
2031
sviluppano infezioni, e poi muoiono.
06:01
So back in 1997, I was asked to see this young boy,
131
349873
3373
Nel 1997, mi hanno portato questo bambino,
06:05
perfectly normal. He has this genetic form of dystonia.
132
353246
2956
perfettamente normale. Aveva una forma genetica di distonia.
06:08
There are eight children in the family.
133
356202
2219
Degli otto bambini che la coppia ha,
06:10
Five of them have dystonia.
134
358421
3359
cinque sono colpiti da distonia.
06:13
So here he is.
135
361780
2185
Eccolo qui.
06:15
This boy is nine years old, perfectly normal until the age six,
136
363965
4186
Ha nove anni, assolutamente normale fino ai sei anni,
06:20
and then he started twisting his body, first the right foot,
137
368151
4395
poi inizia a contorcersi, prima il piede destro,
06:24
then the left foot, then the right arm, then the left arm,
138
372546
3420
poi il sinistro, poi braccio destro e il sinistro
06:27
then the trunk, and then by the time he arrived,
139
375966
3247
poi il torso; e quando l'ho visitato,
06:31
within the course of one or two years of the disease onset,
140
379213
2940
a un paio d'anni dall'inizio della malattia,
06:34
he could no longer walk, he could no longer stand.
141
382153
2320
non riusciva più a camminare, a stare in piedi.
06:36
He was crippled, and indeed the natural progression
142
384473
2698
Era invalido, e infatti la progressione naturale
06:39
as this gets worse is for them to become progressively twisted,
143
387171
3555
è che col peggioramento dei sintomi i bambini diventano sempre più
06:42
progressively disabled, and many of these children do not survive.
144
390726
5690
contorti, invalidi, e in molti non sopravvivono.
06:48
So he is one of five kids.
145
396416
2028
Ha quattro fratelli come lui.
06:50
The only way he could get around was crawling on his belly like this.
146
398444
4094
L'unico modo che aveva per spostarsi era strisciare sulla pancia.
06:54
He did not respond to any drugs.
147
402538
1956
I medicinali non facevano effetto.
06:56
We did not know what to do with this boy.
148
404494
1940
Non sapevamo che cosa fare.
06:58
We did not know what operation to do,
149
406434
2116
Non sapevamo che operazione fare,
07:00
where to go in the brain,
150
408550
2194
dove intervenire nel cervello,
07:02
but on the basis of our results in Parkinson's disease,
151
410744
2773
ma basandoci sui risultati nel caso di Parkinson,
07:05
we reasoned, why don't we try to suppress
152
413517
2005
abbiamo pensato, perché non cercare
07:07
the same area in the brain that we suppressed
153
415522
3097
di sopprimere la stessa area nel cervello
07:10
in Parkinson's disease, and let's see what happens?
154
418619
3655
come per il Parkinson, e vedere che succede?
07:14
So here he was. We operated on him
155
422274
1787
Eccolo qui. Abbiamo operato
07:16
hoping that he would get better. We did not know.
156
424061
3874
sperando che migliorasse. Ma non eravamo sicuri.
07:19
So here he is now, back in Israel where he lives,
157
427935
4127
Ed eccolo qui, tornato in Israele dove vive,
07:24
three months after the procedure, and here he is.
158
432062
4053
tre mesi dopo l'intervento, e guardatelo.
07:28
(Applause)
159
436115
4950
(Applausi)
07:36
On the basis of this result, this is now a procedure
160
444669
2621
Seguendo questi risultati, ora esiste una procedura
07:39
that's done throughout the world,
161
447290
1248
fatta in tutto il mondo,
07:40
and there have been hundreds of children
162
448538
1295
e abbiamo aiutato
07:41
that have been helped with this kind of surgery.
163
449833
4207
centinaia di bambini con questa operazione.
07:46
This boy is now in university
164
454040
2117
Adesso lui va all'università
07:48
and leads quite a normal life.
165
456157
2036
e ha una vita abbastanza normale;
07:50
This has been one of the most satisfying cases
166
458193
2368
è stato uno dei casi che mi ha dato più soddisfazione
07:52
that I have ever done in my entire career,
167
460561
1979
in tutta la mia carriera,
07:54
to restore movement and walking to this kind of child.
168
462540
3377
riuscire a far camminare questo bambino.
07:57
(Applause)
169
465917
6255
(Applausi)
08:04
We realized that perhaps we could use this technology
170
472172
2869
Abbiamo capito che forse avremmo potuto usare questa tecnologia
08:07
not only in circuits that control your movement
171
475041
2172
non solo nei circuiti che controllano i movimenti
08:09
but also circuits that control other things,
172
477213
1952
ma anche in altri circuiti,
08:11
and the next thing that we took on
173
479165
1147
e il passo successivo è stato
08:12
was circuits that control your mood.
174
480312
2993
sui circuiti che controllano l'umore.
08:15
And we decided to take on depression,
175
483305
2076
Abbiamo deciso di combattere la depressione,
08:17
and the reason we took on depression is because it's so prevalent,
176
485381
2259
e l'abbiamo scelta perché è così diffusa
08:19
and as you know, there are many treatments for depression,
177
487640
2544
e sappiamo che ci sono molti trattamenti,
08:22
with medication and psychotherapy,
178
490184
2037
medicinali, psicoterapia,
08:24
even electroconvulsive therapy,
179
492221
2062
anche terapia elettroconvulsiva,
08:26
but there are millions of people,
180
494283
1334
ma tra milioni di persone
08:27
and there are still 10 or 20 percent of patients with depression
181
495617
2792
queste terapie non hanno effetto sul 10-20% dei pazienti
08:30
that do not respond, and it is these patients that we want to help.
182
498409
3252
e questi sono i pazienti che vogliamo aiutare.
08:33
And let's see if we can use this technique
183
501661
2103
Vogliamo vedere se è possibile usare questa tecnica
08:35
to help these patients with depression.
184
503764
2239
per aiutare i pazienti affetti da depressione.
08:38
So the first thing we did was, we compared,
185
506003
1850
Per prima cosa, abbiamo messo a confronto
08:39
what's different in the brain of someone with depression
186
507853
1824
il cervello di una persona depressa
08:41
and someone who is normal,
187
509677
1668
e una non depressa,
08:43
and what we did was PET scans to look at the blood flow of the brain,
188
511345
3460
abbiamo usato la TEP per vedere quali aree hanno una buona circolazione sanguinea
08:46
and what we noticed is that in patients with depression
189
514805
2369
e abbiamo notato che nei pazienti depressi
08:49
compared to normals,
190
517174
2045
vi sono delle aree non attive
08:51
areas of the brain are shut down,
191
519219
1498
mentre in quelli sani no.
08:52
and those are the areas in blue.
192
520717
1265
Qui sono le aree blu.
08:53
So here you really have the blues,
193
521982
1620
E queste aree inattive nei pazienti depressi
08:55
and the areas in blue are areas that are involved
194
523602
3573
sono le aree che hanno a che fare con la motivazione,
08:59
in motivation, in drive and decision-making,
195
527175
2656
le capacità decisionali, di iniziativa.
09:01
and indeed, if you're severely depressed as these patients were,
196
529831
2495
E per l'appunto, in caso di depressione acuta, come in questi pazienti,
09:04
those are impaired. You lack motivation and drive.
197
532326
2692
queste capacità sono alternate. Non si è motivati, o energici.
09:07
The other thing we discovered
198
535018
1879
Un'altra scoperta
09:08
was an area that was overactive, area 25,
199
536897
2489
è stata quest'area iperattiva, l'area 25,
09:11
seen there in red,
200
539386
1588
qui è in rosso,
09:12
and area 25 is the sadness center of the brain.
201
540974
2657
e quest'area è quella dell'infelicità.
09:15
If I make any of you sad, for example, I make you remember
202
543631
2873
Per rendervi tristi, ad esempio, vi chiedo di pensare all'ultima volta
09:18
the last time you saw your parent before they died
203
546504
2287
che avete visto i vostri genitori da vivi,
09:20
or a friend before they died,
204
548791
1633
o un amico prima che morisse,
09:22
this area of the brain lights up.
205
550424
1206
e quest'area del cervello si illumina.
09:23
It is the sadness center of the brain.
206
551630
1723
Questo è il centro dell'infelicità nel cervello.
09:25
And so patients with depression have hyperactivity.
207
553353
3212
Quindi nei pazienti depressi quest'area è iperattiva,
09:28
The area of the brain for sadness is on red hot.
208
556565
2178
è letteralmente una zona rossa.
09:30
The thermostat is set at 100 degrees,
209
558743
2657
Il termometro è a 38°, mentre le altre aree
09:33
and the other areas of the brain, involved in drive and motivation, are shut down.
210
561400
3128
relative a capacità d'iniziativa e motivazione, sono spente.
09:36
So we wondered, can we place electrodes in this area of sadness
211
564528
2997
Così ci siamo detti, perché non posizionare degli elettrodi in quest'area "triste"
09:39
and see if we can turn down the thermostat,
212
567525
2429
e vedere se riusciamo a rallentarla,
09:41
can we turn down the activity,
213
569954
1713
diminuire l'attività,
09:43
and what will be the consequence of that?
214
571667
2122
che cosa succederà?
09:45
So we went ahead and implanted electrodes in patients with depression.
215
573789
3127
Così abbiamo inserito elettrodi ad alcuni pazienti affetti da depressione.
09:48
This is work done with my colleague Helen Mayberg from Emory.
216
576916
2487
In collaborazione con Helen Mayberg dell'università di Emory.
09:51
And we placed electrodes in area 25,
217
579403
1934
Abbiamo posizionato elettrodi nell'area 25,
09:53
and in the top scan you see before the operation,
218
581337
2285
Qui sopra vedete l'area prima dell'operazione
09:55
area 25, the sadness area is red hot,
219
583622
2286
l'area 25 è in rosso
09:57
and the frontal lobes are shut down in blue,
220
585908
2394
e i lobi frontali sono inattivi, in blu,
10:00
and then, after three months of continuous stimulation,
221
588302
2408
e poi, dopo tre mesi di stimolazione continua,
10:02
24 hours a day, or six months of continuous stimulation,
222
590710
3015
24 ore al giorno, oppure 6 mesi di stimolazione,
10:05
we have a complete reversal of this.
223
593725
1774
c'è un ribaltamento completo.
10:07
We're able to drive down area 25,
224
595499
2839
Riusciamo a riportare l'area 25
10:10
down to a more normal level,
225
598338
1952
a dei livelli più normali,
10:12
and we're able to turn back online
226
600290
2036
e a riattivare i lobi frontali
10:14
the frontal lobes of the brain,
227
602326
1308
del cervello,
10:15
and indeed we're seeing very striking results
228
603634
1869
e stiamo avendo dei risultati eclatanti
10:17
in these patients with severe depression.
229
605503
2747
in pazienti con depressione acuta.
10:20
So now we are in clinical trials, and are in Phase III clinical trials,
230
608250
2902
Siamo alla fase di studio clinico, la terza,
10:23
and this may become a new procedure,
231
611152
2543
e questa procedura potrebbe essere adottata,
10:25
if it's safe and we find that it's effective,
232
613695
2183
se ne verificheremo l'efficacia e sicurezza
10:27
to treat patients with severe depression.
233
615878
3674
nel trattamento di pazienti con depressione acuta.
10:31
I've shown you that we can use deep brain stimulation
234
619567
2960
Vi ho dimostrato la possibilità dell'uso della stimolazione
10:34
to treat the motor system
235
622527
2087
cerebrale profonda sul sistema motorio
10:36
in cases of Parkinson's disease and dystonia.
236
624614
2446
in caso di Parkinson e distonia.
10:39
I've shown you that we can use it to treat a mood circuit
237
627060
2385
Vi ho mostrato come si può usare nel trattamento
10:41
in cases of depression.
238
629445
1650
dell'umore in caso di depressione.
10:43
Can we use deep brain stimulation to make you smarter?
239
631095
4545
Esiste la possibilità di usare la stessa stimolazione per renderci più intelligenti?
10:47
(Laughter)
240
635640
2096
(Risate)
10:49
Anybody interested in that?
241
637736
2566
Vi piacerebbe?
10:52
(Applause)
242
640302
2300
(Applausi)
10:54
Of course we can, right?
243
642602
2988
Certo che possiamo farlo, no?
10:57
So what we've decided to do is
244
645590
2214
Così abbiamo deciso
10:59
we're going to try to turbocharge
245
647804
2421
di provare a caricare a mille
11:02
the memory circuits in the brain.
246
650225
2205
i circuiti di memoria nel cervello.
11:04
We're going to place electrodes within the circuits
247
652430
2736
Inseriremo degli elettrodi all'interno dei circuiti
11:07
that regulate your memory and cognitive function
248
655166
2676
che regolano la memoria e le funzioni cognitive
11:09
to see if we can turn up their activity.
249
657842
3270
per vedere se è possibile aumentarne l'attività.
11:13
Now we're not going to do this in normal people.
250
661112
1938
Ovviamente non lo faremo su delle persone normali.
11:15
We're going to do this in people that have cognitive deficits,
251
663050
3652
Ma lo faremo su persone con disabilità cognitive,
11:18
and we've chosen to treat patients with Alzheimer's disease
252
666702
3459
iniziando con pazienti affetti dal morbo di Alzheimer
11:22
who have cognitive and memory deficits.
253
670161
2107
con perdite di memoria.
11:24
As you know, this is the main symptom
254
672268
1939
Come sapete, questo è il sintomo principale
11:26
of early onset Alzheimer's disease.
255
674207
2423
dell'Alzheimer precoce.
11:28
So we've placed electrodes within this circuit
256
676630
2194
Quindi abbiamo posizionato elettrodi in questo circuito,
11:30
in an area of the brain called the fornix,
257
678824
1995
in un'area del cervello detta fornice,
11:32
which is the highway in and out of this memory circuit,
258
680819
2778
che appunto collega questo circuito
11:35
with the idea to see if we can turn on this memory circuit,
259
683597
3428
con l'obiettivo di stimolare questo circuito della memoria
11:39
and whether that can, in turn, help these patients
260
687025
3249
per aiutare, di conseguenza, questi pazienti
11:42
with Alzheimer's disease.
261
690274
2309
affetti dal morbo di Alzhemeir.
11:44
Now it turns out that in Alzheimer's disease,
262
692583
2318
In caso di Alzhemeir,
11:46
there's a huge deficit in glucose utilization in the brain.
263
694901
4072
c'è un deficit nell'impiego di glucosio nel cervello.
11:50
The brain is a bit of a hog when it comes to using glucose.
264
698973
3418
Il cervello mangia glucosio a palate.
11:54
It uses 20 percent of all your --
265
702391
1760
Ne consuma il 20% del totale--
11:56
even though it only weighs two percent --
266
704151
1515
anche se pesa solo il 2% --
11:57
it uses 10 times more glucose than it should based on its weight.
267
705666
3145
usa dieci volte tanto glucosio quanto dovrebbe.
12:00
Twenty percent of all the glucose in your body is used by the brain,
268
708811
2583
Il 20% del glucosio totale viene usato dal cervello,
12:03
and as you go from being normal
269
711394
2430
e passando da una funzione normale
12:05
to having mild cognitive impairment,
270
713824
2193
ad un calo delle funzioni cognitive, che spesso
12:08
which is a precursor for Alzheimer's, all the way to Alzheimer's disease,
271
716017
2455
precede l'Alzheimer, fino ad arrivare alla malattia
12:10
then there are areas of the brain that stop using glucose.
272
718472
2689
alcune aree del cervello smettono di consumare glucosio.
12:13
They shut down. They turn off.
273
721161
2295
Si spengono.
12:15
And indeed, what we see is that these areas in red
274
723456
2282
E vediamo queste aree rosse
12:17
around the outside ribbon of the brain
275
725738
1767
verso l'esterno del cervello
12:19
are progressively getting more and more blue
276
727505
2276
diventano progressivamente sempre più blu
12:21
until they shut down completely.
277
729781
3172
fino a spegnersi del tutto.
12:24
This is analogous to having a power failure
278
732953
2359
è come avere un corto circuito in un'area
12:27
in an area of the brain, a regional power failure.
279
735312
2543
del cervello, un corto circuito parziale.
12:29
So the lights are out in parts of the brain
280
737855
2397
Alcune zone del cervello hanno spento le luci,
12:32
in patients with Alzheimer's disease,
281
740252
2598
nei pazienti con il morbo di Alzheimer
12:34
and the question is, are the lights out forever,
282
742850
2409
e il punto è se le luci si sono spente per sempre
12:37
or can we turn the lights back on?
283
745259
2861
o se le possiamo riaccendere.
12:40
Can we get those areas of the brain to use glucose once again?
284
748120
3236
Possiamo far sì che quelle aree ricomincino a consumare glucosio?
12:43
So this is what we did. We implanted electrodes in the fornix
285
751356
2550
E questo è quello che abbiamo fatto: abbiamo attivato elettrodi
12:45
of patients with Alzheimer's disease, we turned it on,
286
753906
2613
nel fornice di pazienti affetti da Alzheimer
12:48
and we looked at what happens to glucose use in the brain.
287
756519
3511
e abbiamo osservato il consumo di glucosio nel cervello.
12:52
And indeed, at the top, you'll see before the surgery,
288
760030
3262
E come potete ben vedere, prima dell'operazione
12:55
the areas in blue are the areas that use less glucose than normal,
289
763292
3364
le aree blu consumano meno glucosio, e sono
12:58
predominantly the parietal and temporal lobes.
290
766656
2208
principalmente il lobo parietale e quello temporale.
13:00
These areas of the brain are shut down.
291
768864
1710
Queste due aree sono inattive.
13:02
The lights are out in these areas of the brain.
292
770574
2675
Le luci sono spente.
13:05
We then put in the DBS electrodes and we wait for a month
293
773249
2954
Dopo aver inserito gli elettrodi abbiamo aspettato un mese
13:08
or a year, and the areas in red
294
776203
1391
o un anno, e le aree in rosso
13:09
represent the areas where we increase glucose utilization.
295
777594
3307
sono quelle dove abbiamo aumentato il consumo di glucoso.
13:12
And indeed, we are able to get these areas of the brain
296
780901
2120
E siamo riusciti a far sì che aree del cervello che
13:15
that were not using glucose to use glucose once again.
297
783021
3514
non consumavano più glucosio tornassero a farlo.
13:18
So the message here is that, in Alzheimer's disease,
298
786535
2352
Quindi il punto è che, nel caso di Alzheimer,
13:20
the lights are out, but there is someone home,
299
788887
2329
le luci sono spente, ma in casa è rimasto qualcuno,
13:23
and we're able to turn the power back on
300
791216
2149
e possiamo riaccendere le luci
13:25
to these areas of the brain, and as we do so,
301
793365
2306
in queste aree del cervello, e facendolo
13:27
we expect that their functions will return.
302
795671
2936
prevediamo che anche le loro funzioni ritornino.
13:30
So this is now in clinical trials.
303
798607
2127
Questa procedura è in fase di sperimentazione.
13:32
We are going to operate on 50 patients
304
800734
1901
Opereremo 50 pazienti
13:34
with early Alzheimer's disease
305
802635
1978
appena colpiti
13:36
to see whether this is safe and effective,
306
804613
2057
per verificarne l'efficacia e la sicurezza,
13:38
whether we can improve their neurologic function.
307
806670
2979
e vedere se le funzioni neurologiche migliorano.
13:41
(Applause)
308
809649
7480
(Applausi)
13:49
So the message I want to leave you with today is that,
309
817129
2948
Quello che voglio vi ricordiate di oggi è che
13:52
indeed, there are several circuits in the brain
310
820077
2604
ci sono vari circuiti nel cervello
13:54
that are malfunctioning across various disease states,
311
822681
3926
che non funzionano e causano varie malattie,
13:58
whether we're talking about Parkinson's disease,
312
826607
2208
il Parkinson, o la depresisone,
14:00
depression, schizophrenia, Alzheimer's.
313
828815
3082
la schizzofrenia, il morbo di Alzheimer.
14:03
We are now learning to understand what are the circuits,
314
831897
3030
Ma stiamo iniziando a capire cosa sono questi circuiti
14:06
what are the areas of the brain that are responsible for
315
834927
2202
e per quali aree del cervello sono responsabili,
14:09
the clinical signs and the symptoms of those diseases.
316
837129
2520
i sintomi e i segni clinici di queste malattie.
14:11
We can now reach those circuits.
317
839649
2306
Adesso possiamo raggiungere questi circuiti.
14:13
We can introduce electrodes within those circuits.
318
841955
2632
Possiamo inserirci elettrodi.
14:16
We can graduate the activity of those circuits.
319
844587
2982
E possiamo controllare l'attività di questi circuiti.
14:19
We can turn them down if they are overactive,
320
847569
3252
Possiamo ridurne l'attività se è eccessiva,
14:22
if they're causing trouble, trouble that is felt throughout the brain,
321
850821
2957
se creano problemi che influenzano il cervello,
14:25
or we can turn them up if they are underperforming,
322
853778
2581
oppure possiamo attivarli se funzionano poco,
14:28
and in so doing, we think that we may be able to help
323
856359
2393
e così pensiamo di poter aiutare
14:30
the overall function of the brain.
324
858752
2340
le funzioni cerebrali nel loro complesso.
14:33
The implications of this, of course, is that we may be able
325
861092
2554
Da questo segue, ovviamente, che potremmo
14:35
to modify the symptoms of the disease,
326
863646
2310
riuscire a modificare i sintomi di queste malattie,
14:37
but I haven't told you but there's also some evidence
327
865956
1909
e non vi ho detto che sembra anche che
14:39
that we might be able to help the repair of damaged areas of the brain using electricity,
328
867865
4163
potremmo riuscire a riparare aree del cervello danneggiate, usando l'elettricità,
14:44
and this is something for the future, to see if, indeed,
329
872028
2452
ed è un progetto per il futuro, per vedere se per davvero
14:46
we not only change the activity but also
330
874480
2239
riusciremo non solo a cambiare l'attività ma anche
14:48
some of the reparative functions of the brain
331
876719
2014
ad utilizzare alcune funzioni riparative
14:50
can be harvested.
332
878733
1555
del cervello.
14:52
So I envision that we're going to see a great expansion
333
880288
3047
Prevedo un grande aumento nell'uso
14:55
of indications of this technique.
334
883335
2452
di questa tecnica.
14:57
We're going to see electrodes being placed for many disorders of the brain.
335
885787
2779
Vedremo l'uso di elettrodi per molti disordini cerebrali.
15:00
One of the most exciting things about this is that, indeed,
336
888566
2959
E una delle parti migliori è che per questo progetto
15:03
it involves multidisciplinary work.
337
891525
1847
serve un lavoro multidisciplinare.
15:05
It involves the work of engineers, of imaging scientists,
338
893372
2802
Servono ingegneri, scienziati dalla grande immaginazione,
15:08
of basic scientists, of neurologists,
339
896174
2202
scienziati di base, neurologi,
15:10
psychiatrists, neurosurgeons, and certainly at the interface
340
898376
2752
psichiatri, neurochirurghi, e naturalmente
15:13
of these multiple disciplines that there's the excitement.
341
901128
2941
unendo queste discipline c'è grande potenziale.
15:16
And I think that we will see that
342
904069
2757
Penso che vedremo
15:18
we will be able to chase more of these evil spirits
343
906826
3436
un miglioramento nell'eliminazione degli spiriti maligni
15:22
out from the brain as time goes on,
344
910262
1896
col passare del tempo,
15:24
and the consequence of that, of course, will be
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912158
1902
e di conseguenza
15:26
that we will be able to help many more patients.
346
914060
2272
riusciremo ad aiutare sempre più pazienti.
15:28
Thank you very much.
347
916332
1250
Grazie mille.
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