Ein personalisiertes Gehirnimplantat linderte die vernichtenden Symptome einer schweren Depression einer Frau und ermöglichte ihr, die Schönheit der Welt wieder zu sehen. „Es ist, als hätte sich mein Blickwinkel auf die Welt geändert“, sagte Sarah, die freiwillige Forscherin, die nur mit ihrem Vornamen identifiziert werden wollte.
Die Technologie, beschrieben am 4. Oktober in Naturmedizin, bringt Forscher dem Verständnis der ultrapräzisen Erkennung und Veränderung der Gehirnaktivität näher (SN: 10.02.19).
Das Gerät war maßgeschneidert; es wurde speziell für Sarahs Gehirn gebaut. Die Details des neuen Systems funktionieren möglicherweise nicht als Behandlung für viele andere Menschen, sagt Alik Widge, Psychiater und Neuroingenieur an der University of Minnesota in Minneapolis. Dennoch ist die Forschung „ein wirklich bedeutendes Stück Arbeit“, sagt er, weil sie einen Weg aufzeigt, wie die Gehirnaktivität bei Depressionen schief geht.
Forscher der University of California in San Francisco implantierten vorübergehend dünne Drahtelektroden in Sarahs Gehirn. Die 36-jährige Frau litt seit Jahren an schweren Depressionen. Diese Elektroden ermöglichten es den Forschern, die Gehirnaktivität zu überwachen, die Sarahs Depressionssymptomen entsprach – ein Muster, das die Forscher als Biomarker verwenden konnten, ein Wegweiser für zukünftige Probleme. In Sarahs Fall trat ein besonderes Zeichen auf: eine schnelle Gehirnwelle, die als Gammawelle bezeichnet wird, in ihrer Amygdala, einer Gehirnstruktur, von der bekannt ist, dass sie an Emotionen beteiligt ist.
Mit diesem Biomarker in der Hand fanden die Forscher dann heraus, wo sie das Gehirn stimulieren sollten, um Sarahs belastende Symptome zu unterbrechen. Eine Region namens ventrale Kapsel/ventrales Striatum oder VC/VS schien der Schlüssel zu sein. Das ist nicht überraschend; Frühere Forschungen legen nahe, dass die Region mit dem Wohlfühlen und anderen Emotionen in Verbindung steht. Als Forscher diese Region mit winzigen Stromstößen beaufschlagten, verbesserte sich Sarahs Stimmung. „Wir könnten die Roadmap von Sarahs Gehirn so lernen, dass wir ihre Depressionssymptome wirklich verbessern können“, sagte Katherine Scangos von der UCSF in einer Pressekonferenz am 30. September.
Während dieser Kartierungsphase des Experiments verspürte Sarah Freude, wenn die richtige Stelle stimuliert wurde. „Ich habe laut gelacht“, sagte sie im Briefing. „Das war das erste Mal seit fünf Jahren, dass ich spontan gelacht und gelächelt habe, wo es nicht gefälscht oder erzwungen wurde.“
Im vergangenen Juni implantierten Chirurgen dann ein dauerhafteres Gerät in Sarahs Gehirn. Wissenschaftler programmierten das Gerät so, dass es erkennt, wenn die Gammasignale in Sarahs Amygdala hoch waren, und mit einem winzigen Ruck auf ihre VC/VS reagierte. Dies geschah etwa 300 Mal am Tag. Die Stimulation war so kalibriert, dass Sarah keine Zaps spürte, aber sie sagte, dass sie sich dadurch etwas energiegeladener fühlte.
Das Forschungspapier beschreibt Sarahs Verbesserungen, während die Technologie ihre Arbeit in ihrem Kopf über zwei Monate verrichtete; Es ist unklar, wie lange die Vorteile anhalten könnten, obwohl sie das Gerät jetzt seit über einem Jahr implantieren lässt. „Im Laufe der Zeit war es dieser tugendhafte Kreislauf, eine Spirale nach oben“, sagte Sarah. “Alles ist einfacher und einfacher und einfacher geworden.”
Der von den UCSF-Forschern verwendete Ansatz erforderte eine Menge ausgeklügelter Bildgebungs- und maschineller Lerntechnologie. Diese Komplexität könnte eine umfassendere Behandlung verhindern, warnt Helen Mayberg, Neurologin an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York City.
Dennoch enthalten die Ergebnisse – die zu einer Vielzahl von Möglichkeiten zur Erkennung und Veränderung problematischer Gehirnaktivitäten beitragen – wertvolle Informationen darüber, wie eine Depression ein Gehirn erfasst und wie eine Hirnstimulation dies ändern kann, sagt Mayberg, dessen Forschung zum Aufbau und zur Verfeinerung beigetragen hat im Bereich der tiefen Hirnstimulation bei affektiven Störungen. „Was wir alle wissen wollen, ist: ‚Wie funktioniert das?’“