Популярное

Поиск новой нормы: как проходят эксперименты по лечению депрессии мозговыми имплантами

В 2006 году Лисс Мерфи была в плену того, что она зовет «сепсисом души» — хронической тяжело протекающей депрессии. В течение двух лет она едва говорила. Она почти ничего не ощущала, практически не ела и хотела умереть.

Никакие обычные виды лечения ей не помогали. Когда Лисс услышала, что врачи в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне разработали экспериментальное лечение тяжелой депрессии, которое предполагает бессрочное имплантирование в мозг электродов, сомнений у нее не было. Процедура, судя по всему, ничего страшного собой не представляла. «Я даже не прочитала форму информированного согласия, — говорит она. — Мне было попросту все равно».

Лисс думала, что это будет последней попыткой. В глубине души она даже надеялась, что врачи во время операции допустят роковую ошибку.

Спустя несколько месяцев, 6 июня 2006 года, Мерфи лежала в операционной отделения нейрохирургии Массачусетской больницы. Она выглядела еле живой — тело было истощено тем, что она почти ничего не ела, а в рамках подготовки к операции череп был выбрит. Вокруг головы размещался блестящий томограф в форме пончика. Врачи начали работу, пробурив в ее черепе два отверстия размером с десятицентовик. Затем они осторожно опустили крошечные электроды по ширине графита в карандаше в зону коры мозга, известную как внутренняя капсула. Когда электроды были на месте, врачи попросили Лисс взаимодействовать с компьютерной симуляцией — с по-прежнему открытыми отверстиями в ее черепе. До операции они использовали томограф и компьютеризированную систему навигации (что-то вроде GPS для нейрохирурга), чтобы составить карту мозга и определить точные места, куда надо будет имплантировать электроды.

В сочетании с электроимпульсатором, похожим на маленький квадратный внешний жесткий диск, который был вшит в грудную полость Мерфи, электрод должен был стимулировать зоны мозга, которые, как полагали врачи, отвечали за ее депрессию. Устройство под названием «глубокий стимулятор мозга» призвано регулировать нейронную активность и приводить в норму работу мозга. Электроимпульсатор проводит электричество, которое электрод затем передает в мозг.

Врачи установили электроды и включили их.

Для Мерфи это было ошеломительное мгновение. По ее телу пронеслось тепло. Все стало ощущаться светлее и четче.

Затем эти ощущения исчезли: врачи отсекли ток, чтобы завершить работу над цепью, закрыть черепную коробку и ввести в грудь постоянный электроимпульсатор.

После операции Лисс провела несколько дней в больнице, восстанавливаясь. Затем врачи отправили ее домой. Они сказали, что для того, чтобы они снова могли включить устройство, ей надо в течение трех недель выздоравливать. Дома, вернувшись в серый мир депрессии, Лисс вспоминала это теплое, светлое, четкое чувство. Вот бы оно длилось вечно, думала она.

В современном своем виде глубокую стимуляцию мозга впервые применили в 1987 году. Спустя десять лет американское Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило эту технику для лечения неврологического расстройства под названием «эссенциальный тремор», а также тремора при болезни Паркинсона. Вскоре после этого — в 2002-м, 2003-м и 2009-м соответственно — лечение было одобрено для других симптомов болезни Паркинсона, дистонии и обсессивно-компульсивного расстройства. Для лечения депрессии метод пока не одобрен.

Активные попытки лечить депрессию глубокой стимуляцией мозга начались в 2005 году, после того как невролог Хелен Мэйберг из Университета Эмори выделила в мозге зону под названием «поле Бродмана 25», которая при не поддающейся лечению депрессии функционирует не в рамках нормы.

На испытаниях Мэйберг стимулировала эту зону мозга у шести участников. У четырех началась ремиссия.

Мэйберг помнит первую пациентку, медсестру, которая воспринимала лечение как последнюю — маловероятную — попытку выздороветь, и думала, что ее участие может помочь науке. Но когда в хирурги простимулировали в ее мозге поле Бродмана 25, бездна, которую она так долго ощущала, внезапно исчезла — случилось отсутствие пустоты. Мэйберг наблюдала подобные внезапные реакции снова и снова. Врачи в Массачусетской больнице также это видели. Один из пациентов начал шутить, другой впервые за десять лет рассмеялся — это говорило о том, что эти пациенты в конечном итоге смогут снова общаться со своими родными, найти работу и даже веселиться. «Их мозг больше не держит их в заложниках», — говорит Мэйберг.

После восстановления Мерфи врачи снова включили ее устройство. Сначала ничего особо не изменилось — совсем не как первый опыт в больнице. Она настолько долго находилась в депрессии, что даже не ощутила разочарования. Но спустя несколько месяцев Лисс начала ощущать разницу.

Все методы лечения депрессии, включая лекарства и терапию, видимо, работают одинаково: нужны месяцы, чтобы начало помогать. Почему — это еще вопрос.

Как только устройство Мерфи начало работать, она немногое могла снова делать. Например, говорить. Ее голос, такой непривычный в использовании, звучал тихо, будто голос маленького зверька. Она начала выгуливать свою собаку. «Я вроде как начала возвращаться», — комментирует Лисс.

Так же было с пациентом по имени Джон (имя изменено). В возрасте 56 лет он страдал обсессивно-компульсивным расстройством и депрессией, которые начались в подростковом возрасте, и семь или восемь раз лежал в больнице. Он пробовал таблетки, электрошок и даже имплантацию стимуляции блуждающего нерва — устройства, которое стимулирует один из 12 пар черепных нервов. Иногда лечение на какое-то время помогало, но в итоге он всегда оказывался там, с чего начинал. В 2006 году Джон прочитал о команде Массачусетской больницы, применяющей глубокую стимуляцию мозга, и осознал, что до них добираться всего час. На тот момент команда проводила исследование на больных обсессивно-компульсивным расстройством, для которых Джон не подходил по причине своей сопутствующей депрессии. Но он все равно подал заявку на имплантацию. Страховка не покрывала процедуру, которая стоила порядка 200 тысяч долларов, но его работодатель, крупная промышленная компания, щедро внес деньги за него.

Вложение того стоило. Как только врачи включили его устройство, он ощутил себя по-другому, исцеленным — нормальным. Внезапность перемены, говорит Джон, была очень странной. «Оковы», который он носил десятилетиями, исчезли.

«Я жалею только о том, что это не произошло 30 или 40 лет назад, — продолжает он. — У меня была бы иная жизнь». Супруга Джона говорит, что процедура спасла их. «Эта штука вернула нам обоим наши жизни», — утверждает она.

Эти истории успеха трогательны. Но глубокая стимуляция мозга не всегда помогает при депрессии. По большому счету она была настолько неуспешной, что как минимум два из исследований не были продолжены, включая исследование глубокой нейромодуляции поля Бродмана 25, проведенное в 2013 году при надзоре компании St. Jude Medical. Устроенный в середине испытаний анализ показал, что у исследования имеются максимум 17,2 % шансов на успех. Однако исследования все равно ведутся, некоторые из них финансировала BRAIN Initiative администрации Барака Обамы, которая инвестировала миллионы долларов в исследование того, как работает больной и здоровый мозг.

Процедурой также заинтересовалось Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) — потому что военная отрасль имеет личный интерес в лечении расстройств настроения. Вернувшиеся из зон военных действий солдаты часто страдают посттравматическим расстройством или депрессией. Получив деньги от инициативы BRAIN, ученые в ведомстве стали задаваться вопросом, как они могут их применить, чтобы помочь ветеранам. К осени 2013 года у них созрел план: DARPA анонсировало программу по разработке «имплантированной диагностической и терапевтической системы для лечения нейропсихологических заболеваний». Они назвали это Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies (SUBNETS) и опубликовали призыв к представлению предложений по разработке программы.

Искомое устройство должно было в режиме реального времени мониторить мозговую деятельность и автоматически электрически регулировать ее — а не постоянно стимулировать одну точку, как это делают устройства Лисс Мерфи и Джона.

Вскоре призыв подавать проекты разработок привлек внимание трех исследователей Массачусетской больницы: психиатра Дэрин Доэрти, нейрохирурга Эмада Эскандара и нейроинженера Алика Уиджа. Именно эта команда в 2006 году разработала и внедрила устройство Лисс Мерфи. Они осознали, что являются идеальными кандидатами на получение денег DARPA. У них уже были неврологические экспертные знания, хирургический опыт и технологическое ноу-хау для разработки того, что было на уме у DARPA, — версии устройства нового поколения. Кроме того, они находились всего через реку от Draper Laboratory, высокотехнологичной исследовательской лаборатории, которая могла разработать и создать такое устройство.

Команда больницы пришла в офис Draper Laboratory и предложила работать над задачей вместе. Лаборатория согласилась на сотрудничество, и команды начали работать над официальным предложением, которое они представили в конце года. В марте следующего года они получили хорошую весть: DARPA одобрило их подход и предоставило грант на 30 миллионов долларов.

Выиграв грант, Эскандар, Доэрти и Уидж собрали самых нормальных людей, которых удалось найти, — очень, очень нормальных. Без каких-либо признаков душевных заболеваний или расстройств настроения.

«Мы провели на них все возможные психологические тесты, — рассказывает Уидж. — Мы спросили у них о наличии каждого возможного симптома. „Нет, я в порядке. Я хорошо себя чувствую“, заявили они».

Команда выбрала 36 человек и провела на них очередную серию тестов, чтобы понять их реакцию на различные ситуации. Насколько ригидно или гибко нормальное мышление? Насколько динамичным или плоским является эмоциональный диапазон нормального человека? Каков нормальный баланс между мышлением сближения и избегающим мышлением?

Тавтологически, команда использовала ответы этих 36 нормальных людей для определения того, как выглядит «норма» в смысле мозговой деятельности.

А для того, чтобы узнать, как выглядит дисфункция, исследователи обратились к людям с эпилепсией, у которых часто есть сопряженные расстройства настроения. Такие пациенты много времени проводят, скучая на больничных койках и за дневным просмотром телевизора, так что когда заходит больничный специалист по эпилепсии и говорит «Не хотите сыграть в азартную игру с компьютером?» (а позже добавляет «а мы пока измерим вашу мозговую активность»), они часто соглашаются.

Врачи повторили тесты, проведенные на 36 «ультранормальных», чтобы посмотреть на ответы эпилептиков, и карта мозговой активности оказалась иной. Как «излишне эмоциональная реакция» отличается от «адекватной эмоциональной реакции» на снимке головного мозга? Какие зоны активны, а какие тусклы? Сейчас команда в разгаре сбора и обработки данных. Ученым надо понять, как заставить мозг перейти от избыточной или недостаточной реакции к типичной. При помощи нового имплантата, если у человека слишком сильная эмоциональная динамика, например, врачи смогут засечь проблему, а устройство простимулирует мозг до нормального состояния. Предварительные результаты, опубликованные в январе 2017 года в журнале Experimental Neurology, демонстрируют доказательства того, что врачи могут идентифицировать и модулировать задействованные в эмоциях сети мозга. Это исследование также указывает на эмоциональную связь между префронтальной корой, передней поясной корой, островковой долей и миндалевидным телом.

Ученые убеждены, что, обладая таким знанием, они могут создать имплантат, который будет помогать большинству людей с психиатрическими заболеваниями, не поддающимся другим видам лечения.

Ключевая задача — создать умную саморегулирующуюся систему, то есть как раз то, о чем мечтало DARPA.

Их система мечты будет все время регистрировать мозговую активность. Она будет ощущать, когда и как симптом начинает поднимать свою голову внутри вашей. Она будет бить по нужным точкам в нужное время с целью подавить расстройство мышления, а затем в режиме реального времени возвращать ваш мозг в его нормальное состояние.

Но для создания такого устройства, разумеется, нужно знать нейропризнаки ряда симптомов — и над эти ученые пока работают. Депрессивное расстройство, например, выражается непредсказуемо по-разному. У большинства расстройств нет фиксированного набора симптомов. «Это слишком много сна или бессонница, повышенный аппетит или пониженный, — говорит Уидж. — Человек может ощущать грусть и все время плакать или ощущать отсутствие эмоций, а мир тогда у него выглядит просто серым и никаким». Эти различные состояния объясняются различной мозговой активностью и различными перебоями в цепях, каждый из которых вызывает разные симптомы. Вероятно, глубокая стимуляция мозга пока не преуспела в лечении депрессии по причине того, что стимулирует лишь одну точку — например, поле Бродмана 25 — и недостаточно динамична и комплексна для того, чтобы отвечать за различные нейронные цепи и их взаимодействие в реальном времени.

За этим исследованием стоят и другие вопросы: кто решает, что такое «норма»? И хотим ли мы вмешиваться в мозговую деятельность с целью восстановить, достичь или усилить то, что является нормальным?

Эти вопросы похожи на этические дилеммы, с которыми вынуждены сталкиваться психиатры и пациенты. «Какие ощущения и поведение мои, а какие — это мой имплантат?»

Уидж вспоминает одну пациентку, которая в какой-то момент стимуляции начала смеяться над всем, что он говорил. На это обратил внимание ее муж.

«Ну, он смешной чувак», — сказала жена.

«Минуту назад ты сказала, что он ужасно скучный», — ответил муж.

«Ну, он начал говорить другие вещи».

Уидж не начал говорить других вещей, и он не настолько забавен.

Настройки были слишком сильными. Он привел женщину в эйфорию, и она немедленно оценила эту эйфорию как разумную реакцию на меняющиеся события в окружающем мире.

В исследовании 2001 года, изучавшем электрическую стимуляцию для борьбы с симптомами болезни Паркинсона, ученые отметили, что слишком сильная стимуляция «вызывала смешные ассоциации, приводящие к заразному смеху или безудержному веселью». Если вы можете кого-то насмешить, предположительно вы также можете его разозлить — и так далее. Похожие методы лечения имеют такие побочные эффекты, как гипомания, депрессия с периодическими суицидальными мыслями, ухудшение настроения и маниакальные эпизоды с психотическими симптомами.

Теперь представьте, что эти изменения намеренные, а не побочные. Учитывая тот факт, что DARPA — основной спонсор исследований глубокой стимуляции мозга, несложно пойти еще дальше и предположить, что военное ведомство, а также другие организации, могут злоупотребить этой властью.

Если устройство может ощутить грусть и подавить ее, заменив эйфорией, однажды оно точно сможет провернуть то же самое с другими состояниями души.

Военная отрасль может внедрить имплантаты в солдат и отдалить их от нормы так, чтобы во время боя они становились бесстрашными и чрезвычайно агрессивными.

Правительственные органы США имеют многолетний опыт сомнительных экспериментов с манипуляцией сознанием. Например, они давали ничего не подозревающим гражданам ЛСД и провели лоботомию более чем 1400 ветеранам Второй мировой войны с психическими заболеваниями. Однако Джонатан Морено, специалист по биоэтике из Университета Пенсильвании, утверждает, что на практическом уровне мы очень далеки от того, чтобы начинать волноваться о глубокой стимуляции мозга в этом смысле. Морено написал книгу о влиянии военных на изучение мозга (и наоборот) — «Войны разума: наука о мозге и военная отрасль в XXI веке». Операция на головном мозге, отмечает он, — это операция на головном мозге: дорого, сложно и не везде можно провести. «Всегда нужно задаваться вопросом — „какая у меня цель, как я могу ее достичь наиболее безопасным и эффективным путем?“», — говорит он. «Прибегнуть к устройству, которое находится у кого-то в голове, должно все время работать правильным образом и обслуживаться в полевых условиях, — это так просто не делается». Обычные методы боевой подготовки — гораздо лучший вариант.

С начала своего участия в исследованиях глубокой стимуляции мозга управление DARPA привлекло к работе «совет по этическим, юридическим и социальным последствиям», который давал оценку ведущейся работе. По утверждению американского министерства обороны, в совете участвуют «ученые, этики медицины и исследователи».

Однако ученые не всегда хорошо продумывают последствия своей работы. Те, кто впервые изучил ядерный распад, не рассчитывали на удар ядерной бомбой по Японии.

Ученые, разработавшие стимулятор роста, который позднее использовался в агенте «оранж», не планировали, что их открытие выльется во Вьетнаме в появление на свет детей с врожденными пороками развития. Ученые могут видеть — и вероятно хотят видеть — в своей работе хорошее, но не всегда способны разглядеть потенциальный вред, особенно в будущем, когда их открытие будет дешевле и проще использовать. «Все, что мы узнаем о теле, мы узнаем по множеству разных причин, — говорит Морено. — Нейронаука является в значительной степени двухцелевой или даже многоцелевой. То, что мы изобретаем для лечения, может также вредить».

Однако команда Массачусетской больницы верит, что преимущества глубокой стимуляции мозга перевешивают потенциал злоупотребления ей. «Гораздо более важный вопрос, — комментирует Эскандар, — заключается в том, не будет ли неэтичным скрывать технологию от тех, кто очень сильно страдает».

Однако они признают, что их труды имеют огромную силу, и, будучи врачами, они несут большую ответственность. «Даже если не брать в расчет DARPA, мы знаем не очень хорошие моменты в истории психиатрической нейрохирургии — ужасные, — говорит Эскандар. — Для нас определенно очень важно не повторить ни одну из ошибок, которые случались в прошлом, — а именно: лечить людей против их воли или не документировать то, что мы делаем. Так что мы очень внимательны к таким вещам».

В 2016 году Уидж и Доэрти с коллегами опубликовали в журнале Brain-Computer Interfaces работу, которая рассматривает этические проблемы. В ней содержались результаты бесед с пациентами глубокой стимуляции мозга, с ответами на вопросы типа позволили ли устройства им ощутить «свое настоящее я» и как устройства повлияли на их отношения с людьми.

Хотя некоторые участники ощутили, что саморегулирующееся устройство позволяет проявиться их собственной личности, другие беспокоились о том, что устройство способно создавать искусственные эмоции. Однако большинство были готовы променять вероятность «притупления эмоций» на то, чтобы ощущать себя лучше.

Серьезное беспокойство тем не менее вызывает то, что родные будут винить девайс в «подмене эмоции» члена семьи.

В ходе подготовки к операции по глубокой стимуляции мозга врачи в Массачусетской больнице прилагают все усилия, чтобы убедиться в том, что пациент подходит для операции и осознает, что ему предстоит. Каждый потенциальный пациент поступает с огромным количеством документов. Один из членов Комитета психиатрической нейрохирургии рассматривает папку и представляет ее остальным членам комитета, которые затем обсуждают, как вероятная операция повлияет на конкретного человека. «Мы голосуем за или против», — рассказывает Доэрти, хотя обычно они запрашивают еще информацию. После этого пациент встречается с психиатрами, неврологами и нейрохирургами. «Это очень тщательный отбор», — говорит Доэрти.

Менее половины пациентов доходят до стадии операции. Затем они должны дать информированное согласие (процесс занимает часы) на видео, в помещении с «независимым специалистом по согласию» и врачами. «Они должны понимать, что им предлагают, и согласиться на это, так что мы не навязываем операцию кому-то, кто ее не хочет или не понимает, что это», — комментирует Эскандар.

Создание супернормальных, слишком-счастливых или не-нормальных людей не является целью врачей.

«Мы не хотим делать людей склонными к эйфории, — говорит Эскандар. — Хорошие вещи должны приносить счастье. Грустные вещи должны вызывать грусть. Мы хотим вернуть человека в середину, где у него будет нормальный диапазон эмоций».

Однако Морено отмечает, что знание, которое они и DARPA получают о том, как в режиме реального времени работает мозг и как можно создавать различные состояния ума, будет существовать в мире независимо от того, как они его используют. «Долгосрочный вопрос заключается в том, узнает ли кто-то что-то о мозге, что можно будет использовать позднее? Ответ — да, конечно», — комментирует он.

В начале проекта обработка нейронных сигналов в режиме реального времени и последующее регулирование требовали устройства размером с компьютер — что не подходит для людей, которые пытаются жить нормальной жизнью. Последнюю версию команда уменьшила до размера и формы небольшого бумажника; она включает в себя батарею, оборудование и программное обеспечение для саморегулирования. Отсюда к сателлитным узлам тянутся пять гибких кабелей. Каждый сателлит, рассказывает менеджер лаборатории Филип Паркс, «предлагает двустороннюю коммуникацию», регистрируя мозговую активность и в случае необходимости поставляя электрическую стимуляцию.

На конце сателлитов располагаются пять электродов. В конечном счете они будут существовать в пяти различных зонах в мозгу, эти места врачи будут отдельно определять для каждого пациента.

Предыдущие версии устройства, типа той что использовала команда Массачусетской больницы для Лисс Мерфи, имели лишь одну точку стимуляции, постоянно стимулируя лишь одну зону мозга. Новые сателлиты будут мониторить мозговую активность, отправляя обновления статуса в хаб, который затем будет их инструктировать о том, когда, что и как сильно нужно стимулировать, чтобы вернуть мозг пациента в конкретное состояние. У Мерфи хаб располагается в груди. Финальная версия будет настолько мала, что сможет помещаться внутри черепа.

Сейчас есть только прототип имплантата, клинические испытания еще не начались. В этом году врачи надеются начать тестировать предварительную версию устройства вне человеческого тела, временно подсоединяя его к электродам, уже внедренным в мозг пациентов, чтобы убедиться в том, что он правильно регистрирует сигналы.

Не так давно Лисс Мерфи и несколько других пациентов с имплантатом глубокой стимуляции мозга прибыли в Массачусетскую больницу, чтобы рассказать ученым о том, как, по их мнению, должна дальше развиваться глубокая стимуляция мозга. Когда Мерфи зашла в палату, она оглядела всех присутствующих. Она знала, что каждый из них прикоснулся к бездне и вернулся обратно, а теперь у всех у них жужжит в мозгу одно и то же устройство.

Исследователи передали по кругу фотографии новейшей модели устройства. Разница была очевидной. Новый девайс походил на новый айпад, а у них был десятилетней давности Dell.

«Я такая устаревшая, — размышляет Мерфи об этом различии. — Это забавно».

Но женщина не хочет себе более модной версии — старая работает отлично. «Мне нравятся мои настройки; это звучит странно, но это так».