Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat numeru

3 października 2017

NR 4 (Lipiec 2017)

Nowe neurotechnologie w diagnozie i terapii następstw urazów mózgu

0 47

Wprowadzenie

Diagnoza i terapia pacjentów po urazie mózgu należy do najważniejszych problemów, z jakimi boryka się medycyna XXI wieku (Langlois i wsp., 2006). Nie chodzi tu jednak tylko o to, że urazy mózgu (traumatic brain injury, TBI), jak podaje WHO, występują dziś częściej niż wiele innych chorób i staną się jedną z głównych przyczyn zgonów lub niepełnosprawności do 2020 roku (por. Hyder i wsp., 2007). Zdaniem Prigatano (1999) na tę sytuację składają się ponadto następujące czynniki:

  1. zmniejszanie się środków finansowych przeznaczanych dla służb zajmujących się problemami zdrowotnymi, w tym na neurorehabilitację osób po urazach mózgu,
  2. konieczność uściślenia i oceny efektywnych oddziaływań rehabilitacyjnych w stosunku do poszczególnych grup pacjentów,
  3. brak danych naukowych, które posłużyłyby do podważenia decyzji opartych bardziej na wskaźnikach ekonomicznych niż na potrzebach pacjentów.

Jak wskazywałam wyżej, prowadzone badania statystyczne wykazały, że urazy mózgu należą do najczęstszych przyczyn zgonów lub wieloletniego, zwykle trwałego inwalidztwa u osób w wieku do 25. r.ż., a nawet, według niektórych, w wieku do 45. r.ż. (Głowacki i Marek, 2000; Masson i wsp., 2001; Pąchalska 2007). Przyczynia się do tego niewątpliwie rozwój motoryzacji, a przede wszystkim wzrost liczby samochodów o coraz większej mocy silnika, czemu niekoniecznie towarzyszy poprawa umiejętności kierowców. Sytuację pogarsza zły stan techniczny większości polskich dróg, niedorównujący kroku możliwościom technicznym samochodów.

Rozwój wiedzy i nowych technologii w zakresie ratownictwa medycznego, anestezjologii, neurochirurgii oraz leczenia farmakologicznego, a także wyposażenie sal reanimacyjnych i operacyjnych sprawia, że zdecydowana większość chorych z łagodnymi, umiarkowanymi, a nawet ciężkimi urazami mózgu przeżywa. Godny podkreślenia jest fakt, że około 10% chorych, którzy doznali tzw. ciężkiego urazu mózgu, zdefiniowanego jako stan, w którym poziom świadomości i reaktywności pozostaje wyraźnie obniżony po wstępnej reanimacji lub znacznie pogarsza się w ciągu pierwszych 48 godzin po urazie, może poprawić się w procesie wczesnej neurorehabilitacji oferowanej już w czasie trwania śpiączki farmakologicznej (Pąchalska i wsp., 2010; Moskała i Grzywna, 2017). Przed laty w większości takich przypadków następowało zejście śmiertelne.

 

Wielorakie następstwa urazu mózgu

  • czynniki pierwszorzędowe, czyli urazy części twarzowej czaszki, kontuzje czaszki, krwiaki nad- i podtwardówkowe, stłuczenia mózgu, na ogół diagnozowane stosunkowo wcześnie w ostrej fazie choroby, gdyż większość przeszkolonego personelu medycznego pracującego na ostrym dyżurze w pogotowiu ratunkowym, w izbach przyjęć i pomocy doraźnej czy na OIOM-ach bierze pod uwagę możliwość występowania urazu mózgu np. po wypadku samochodowym (Pąchalska, 2007), czynniki drugorzędowe, np. obrzęk mózgu, hipoksja czy anoksja diagnozowane nieco rzadziej i gorzej, choć pacjenci mają na ogół przeprowadzone badanie neuroobrazowe i stosuje się w razie zaistnienia takiej potrzeby interwencję neurochirurgiczną (Moskała i wsp., 2000; 2005; Pąchalska i wsp., 2010),
  • czynniki trzeciorzędowe, czyli zaburzenia endokrynologiczne, procesy zatorowe i zapalne, deficyt kaloryczny itp., diagnozowane rzadziej jako następstwa urazu mózgu,
  • czynniki czwartorzędowe, wynikające z długiego pobytu na intensywnej terapii, jako możliwa przyczyna występowania zaburzeń osobowości i zachowania, na które zwraca się uwagę sporadycznie (por. Strubreither i wsp., 2002).

 

Powyższy podział wskazuje jasno, że czynniki etiologiczne mają znaczenie w końcowym obrazie problemów osób po urazie mózgu. Modelują więc zarówno proces wielospecjalistycznej diagnozy, jak i zastosowanych procedur medycznych, w tym długofalowej neurorehabilitacji.

Masywne uszkodzenie mózgu, jak to ma miejsce na przykład u chorych, którzy przebyli ostry uraz mózgu, powoduje szereg następstw, które będą formować różnorodne stany świadomości i umysłu, od względnej ciszy mózgu (w przypadku bardzo głębokiej śpiączki), poprzez stan wegetatywny, zespół zamknięcia (w przypadku porażenia czterokończynowego), zespół minimalnej świadomości i stan splątania, do pełnej aktywności mózgu (w stanach czuwania i pełnej świadomości) i zwiększania niezależności (por. ryc. 1).

 

Ryc. 1. Różnorodne następstwa ostrego urazu mózgu

 

Mózg pogrążony w głębokiej śpiączce wykazuje pewną aktywność elektryczną, nawet jeśli pozornie zapis EEG jest zupełnie płaski. Naukowcy z Uniwersytetu w Montrealu oraz ich rumuńscy współpracownicy odkryli nieznany dotąd rodzaj aktywności mózgu, który został zaobserwowany przy niemal płaskim zapisie EEG. Badacze nazwali te niepozorne przejawy aktywności „kompleksami Nu” (por. Keren i in., 2010; Pąchalska, 2014). W diagnostyce różnicowej śmierci mózgu i głębokiej śpiączki wykorzystuje się badania dopplerowskie, w których śmierć mózgu ujawnia się jako brak przepływu mózgowego (Facco i in., 1998), w funkcjonalnym neuroobrazowaniu jako brak znaczników perfuzji w mózgu, zaś w tomografii emisyjnej pojedynczego fotonu (SPECT) – jako brak przepływów oraz brak aktywacji w całym mózgu. Po wykluczeniu dysfunkcji mózgu z powodu toksyczności leku lub z powodu hipotermii ostateczna diagnoza śmierci mózgu może być ustalona w ciągu 6 do 24 godzin.

Pełniejszy opis różnorodnych następstw urazu mózgu zaprezentowany na ryc. 1 znajdzie Czytelnik w podręczniku Neuropsychologia kliniczna: od teorii do praktyki (Pąchalska, Kaczmarek i Kropotov, 2014).

W tym miejscu warto podkreślić, że każdy pacjent po urazie mózgu stawia klinicystę przed nowym problemem, który nierzadko rzuca cień wątpliwości na wszystko, co wydawało się jasne i od dawna ustalone. Można twierdzić, że jeżeli u danego pacjenta nie potrafimy dostrzec niczego, co nas zastanawia, zaskakuje, zmusza do weryfikacji poglądów, to albo nie zbadaliśmy go dokładnie, albo treści naszych podręczników są nam droższe niż prawda uzyskana w badaniach i poznaniu stanu psychicznego naszego chorego.

Specyfikę ujemnego wpływu „epidemii” urazów mózgu oraz złożoność następstw i sposobów radzenia sobie z nimi ilustruje ryc. 2.

 

Ryc. 2. Specyfika ujemnego wpływu „epidemii” urazów mózgu oraz złożoność następstw i sposobów radzenia sobie z nimi

 

Formują je następujące czynniki:

  1. Urazom mózgu ulegają często osoby młode, w wieku produkcyjnym, dla których niemal wszystkie plany życiowe zostają w najlepszym przypadku odroczone, a nierzadko – przekreślone na zawsze. Ujemny wpływ „epidemii” urazów mózgu na społeczeństwo potęguje fakt, że skutki ekonomiczne i społeczne wyłączenia z produktywnego życia takiej liczby młodych osób są olbrzymie.
  2. Wielorakie skutki urazów mózgu mogą dotyczyć różnych sfer życia pacjenta: należą tu m.in. zaburzenia neuropoznawcze, emocjonalne, psychospołeczne i zawodowe. W każdym konkretnym przypadku wachlarz tych objawów jest nieco inny, nie tylko w zależności od lokalizacji i wielkości uszkodzonego obszaru, lecz również od historii życia danej osoby, zaburzeń neurorozwojowych, przedchorobowej inteligencji, motywacji i systemu wsparcia, z którego pacjent może korzystać.
  3. Chory po urazie mózgu musi negocjować „nowy sposób życia”, zarówno ze swoim zmienionym ciałem, jak i zmienioną psychiką, zarówno w rodzinie, jak i w szerszej społeczności. W przypadku dużej niepełnosprawności, takiej jak poważne uszkodzenie mózgu lub rdzenia kręgowego, styl życia i projekty danej rodziny są nagle rozbite. Jest to nader smutny fakt, że wiele osób po poważnych urazach mózgu nie będzie w stanie wrócić do szkoły, do pracy czy nawet do normalnego życia w domu.
  4. Efektywna pomoc diagnostyczna i terapeutyczna osobom z pourazowym uszkodzeniem mózgu jest wyzwaniem dla całego społeczeństwa. Skutki emocjonalne i społeczne urazu mózgu bywają bowiem ogromne. Z tego powodu w procesie terapii potrzebne jest długofalowe zaangażowanie służb medycznych, terapeutów, rodziny, a nawet społeczeństwa (por. Haftek, 1985; Mazur i Kasprzak, 1999; Mazur i Nyka, 1999; Głowacki i Marek, 2000; Moskała i wsp., 2000 i 2005; Kolb i Whishaw, 2003; Pąchalska, 2003; Pąchalska, Talar, 2002; Talar, 2002).

Nowoczesna diagnostyka chorych po urazach mózgu

Jeszcze pod koniec XX wieku Rita Carter (1999:6) uświadamiała nam, że urządzenia służące do neuroobrazowania otwierają przed nami nową perspektywę myślenia o mózgu, który dość niechętnie zdradza swoje sekrety. Autorka ta pisała, że:

„[…] Wyzwanie wykreślenia mapy umysłu – precyzyjne zlokalizowanie aktywności mózgu wyzwalającej konkretne przeżycia i zachowania – zajmuje dziś wielu wspaniałych uczonych na całym globie […]. Prowadzone badania pozwalają pojąć jedną z najstarszych i najbardziej fundamentalnych tajemnic – wzajemne związki mózgu i myślenia. Otwiera się też fascynujący wgląd we wnętrze człowieka i rzuca światło na tyle niewyjaśnionych i dziwnych jego zachowań. Można na przykład wykazać tło biologiczne chorób psychicznych; trudno wątpić w pochodzenie fizyczne trudnej do zdefiniowania choroby ducha, gdy obserwuje się gwałtowną, zlokalizowaną aktywność mózgu człowieka owładniętego jakąś obsesją, czy widzi mętny blask wydawany przez mózg w stanie depresji. W podobny sposób udaje się zlokalizować i obejrzeć mechaniczne tło wściekłości, gwałtowności czy skrzywionej percepcji, a nawet wykryć konkretne cechy tak złożonych stanów umysłu, jak łagodność, wesołość, okrucieństwo, nastrój towarzyski, altruizm, matczyna miłość czy samoświadomość”.

Pąchalska, Kaczmarek i Kropotov (2014) zauważają, że początek XXI wieku przyniósł nam całkiem nowe możliwości w zakresie neuroobrazowania, umożliwiające lepsze zrozumienie struktury i „języków mózgu”, czyli kodów:

  1. chemicznego, który możemy podglądać dzięki np. spektroskopii,
  2. elektrycznego, który obrazują m.in. nowe metody magnetoencefalografii oraz elektroencefalografii.

Nowoczesna diagnostyka chorych po urazach mózgu wykorzystuje najczęściej nieinwazyjne metody mapowania ludzkiego mózgu (Kropotov, 2016). Należą tu m.in.:

  1. metody hemodynamiczne, jak np. pozytonowa tomografia emisyjna (ang. positron emission tomography, PET) czy rezonans magnetyczny (ang. magnetic resonance imaging, MRI). Obecnie praktycznie wszystkie dostępne skanery pozytonowej tomografii emisyjnej są urządzeniami hybrydowymi typu: PET/CT – połączenie PET z wielorzędowym tomografem komputerowym, PET/MRI – połączenie PET z rezonansem magnetycznym. Pomiar zmian hemodynamicznych odzwierciedla aktywność neuronalną w czasie od jednej sekundy do kilku minut;
  2. metody elektromagnetyczne, do których zaliczamy magnetoencefalografię (ang. magnetoencephalography, MEG), czyli technikę obrazowania elektrycznej czynności mózgu za pomocą rejestracji pola magnetycznego wytworzonego przez mózg. Sygnały są odbierane przez wysokoczułe mierniki pola magnetycznego umieszczone w pobliżu czaszki badanego, np. typu SQUID. Należy tu również ilościowe badanie EEG (ang. quantitative Electroencephalography, qEEG), które umożliwia ocenę funkcjonowania mózgu w warunkach spoczynku, jak również podczas wykonywania różnego rodzaju zadań w czasie rzeczywistym (w milisekundach) przy pomocy potencjałów związanych z wydarzeniami (ang. Event Related Potentials, ERPs).

Warto podkreślić, że renesans EEG wiąże się nie tylko z możliwością dokładniejszego badania czynności mózgu, ale również z tym, że od niedawna możemy wyznaczać funkcjonalne neuromarkery specyficzne dla wielu jednostek chorobowych, w tym urazów mózgu, a także modelować proces neuroterapii (Kropotov, 2016; Pąchalska i wsp., 2011; Chantsoulis i wsp., 2015).

Na rynku wciąż pojawia się coraz bardziej udoskonalony sprzęt, np. geodezyjne EEG (dEEG), posiadające większą rozdzielczość przestrzenną, umożliwiającą bardziej dokładną lokalizację ognisk epileptycznych we wczesnej fazie oceny przedoperacyjnej i w trakcie operacji chirurgicznej. Ponadto dEEG posiada możliwość badania czynności mózgowej z obszarów takich, jak np. kora oczodołowo-czołowa. Rozwiązania hybrydowe – EEG w połączeniu z diagnostyką fMRI – pozwalają na precyzyjniejszą ocenę pola elektrycznego mózgu. Siatki elektrod pokrywających całą głowę pacjenta ułatwiają wykrycie np. neuromarkerów urazów mózgu (por. ryc. 3).

 

Ryc. 3. Wyznaczanie neuromarkerów urazu mózgu w modelu dynamicznym aktywności neuronalnej.
A) badanie pacjentki N.N. (256 – kanałowe dEEG);
B) wyznaczenie widm qEEG i potencjałów związanych ze zdarzeniem;
C) tomografia sLoreta ukazująca rozłączenie (dysocjację) kory mózgowej od wzgórza
i utratę kontroli poznawczej po urazie mózgu z powodu pomijania stronnego.

 

Proces ten, określany często jako rewolucja naukowa w diagnostyce uszkodzeń mózgu, przyspiesza istotnie i wspomaga trafność diagnozy, umożliwia zaplanowanie terapii, a więc podnosi efektywność leczenia osób z różnorodnymi uszkodzeniami mózgu, w tym po urazach mózgu. Otwiera więc nową erę w lecznictwie, w tym w neurorehabilitacji (Pąchalska i wsp., 2013; 2015; 2016 a i b; Trystuła i wsp., 2016; Chantsoulis i wsp., 2017).

Celem analizy objawów czy oceny neuropsychologicznej jest nie tylko opracowanie ilościowego wyniku w postaci cyfr określających silne i słabe punkty w zachowaniu pacjenta, lecz również określenie tego węzła, czy fazy w przebiegu procesu poznawczego, gdzie jest najbardziej wyraźny wpływ patologii. W modelu dynamicznym ognisko uszkodzenia zakłóca przede wszystkim przejście z jednej fazy procesu do drugiej, a sam proces przebiega podobnie, jak fale w wodzie lub pola energetyczne.

Po identyfikacji fazy, w której występuje zakłócenie, można opracować techniki terapii specyficzne dla zakłóconej fazy czy też fazy poprzedniej, w celu ułatwiania przepływu procesu przez uszkodzony odcinek. W przyszłości należy oczekiwać dalszego rozwoju technik terapeutycznych opartych na nowych neurotechnologiach od tych badaczy, którzy posiadają wystarczającą dozę naukowej ciekawości, wyobraźni i oryginalności, aby opracować podstawy kliniczne i teoretyczne „terapii procesu” opartej na neuromarkach urazów mózgu o...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań magazynu "Psychologia w praktyce"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • Możliwość pobrania materiałów dodatkowych
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy