| Schizofrenie neboli průhled do introsvěta |
|
MUDr. Filip Španiel Ph.D. |
| SANQUIS č.84/2010, str. 90 |
| Starší příběhy opřádající velké vědecké průlomy mají obvykle nesmazatelný punc literární nadsázky. Sir Isaac Newton mění základy fyziky v důsledku kolize své osvícené hlavy s padajícím jablkem, zatímco se Friedrich Kekulé budí ze sna, ve kterém se mu zjevuje struktura benzenu. A jednoho jarního dne roku 1608 nizozemský optik Hans Lippershey pozoruje své děti, které si hrají v dílně s čočkami. Stačí nastavit skla tím správným způsobem a okna protějšího domu se přiblíží na délku vztažené paže. Tak se prý zrodil dalekohled i mikroskop.
|
|
|
Historii novějších objevů už ale nepřevyprávíte takovými neodolatelnými anekdotami. Ještě tak zbývá představa amerického chemika Paula Lauterbura, který vkládá do magnetické rezonanční spektroskopie živé mušle, které nasbírala na pláži jeho dcerka, a hmoždí se s magnetickými gradienty tak dlouho, až získává první obraz živoucí tkáně pomocí MR techniky. Základy funkční magnetické rezonance už ale pokládá fyzikální chemik Seiji Ogawa v roce 1990 zcela prozaicky. První vyšetření pomocí fMRI, která umožňuje zprostředkovaně zjistit funkci mozku přímo při řešení experimentální úlohy, připomíná jenom dobový titulek v Magnetic Resonance in Medicine. Žádný příběh, žádný dotek božské prozřetelnosti v podobě zplesnivělých Petriho misek Alexandera Fleminga. Místo toho tvrdá a náročná týmová práce s hlavním cílem opublikovat to dříve než konkurence.
Příběh Lippersheyho, Lauterbura a práce Ogawy ale mají něco společného. Zatímco v prvním případě se lidstvu otevřel průhled do závratné hlubiny makro- i mikrosvěta, ostatní dva pánové pomohli spolu s mnoha jinými otevřít cestu do vesmíru naší mysli – „introsvěta“. Jejich práce odstartovala dobrodružnou výpravu na báječných strojích, umožňujících funkční a strukturální zobrazení mozku.
Od nepaměti se ptáme, jak mozek myslí, uchopuje vnější svět a orientuje se v něm. Možná odpovědi leží i tam, kde je myšlení narušeno, svět se uchopuje zdeformovaně a dá se v něm velmi snadno ztratit. Výzkum schizofrenie, zprostředkovaný technologií 21. století, může poněkud paradoxně přispět k porozumění toho, jak naše velké savčí mozky fungují.
|
|
Schizofrenie: hřbitov neuroanatomie
Očekávání, že psychiatrické onemocnění s tak výraznými příznaky a masivním dopadem na život nemocného bude provázeno výraznými změnami ve struktuře mozku, bylo od začátku provázeno hořkým zklamáním. Duševní poruchu, která si vysloužila dnes už zavátou diagnózu dementia praecox, neprovázely očekávané neuroanatomické nálezy. Snížení celkového objemu mozku a rozšíření postranních komor u schizofrenie bylo sice popsáno už ve dvacátých letech minulého století pomocí RTG pneumoencefalografie. Tento nález je ale velmi nespecifický a nacházíme jej i u řady neurologických onemocnění.
Jemnější změny ležely dlouho pod rozlišovací schopností zobrazovacích metod. Této hranici jsme se přiblížili až v polovině 90. let, kdy na scénu nastupuje magnetická rezonance. Zpětně viděno, není divu, snížení objemu šedé hmoty u schizofrenie není výrazné. Regionálně se odchyluje od populační normy v průměru o 3 %, výjimku představuje hippokampus, kde se popisují objemové změny kolem 8 %. K detailnímu zmapování takových nálezů si musíme vzít na pomoc pořádnou lupu v podobě tun oceli ponořených do tekutého helia a masivního magnetického pole...
Jaká vypadá inventura všech strukturálních nálezů popsaných u schizofrenie pomocí MRI? Nenápadný půvab zpracování dat z magnetické rezonance spočívá v tom, že lze pomocí metody Anatomical Likelihood Estimation (ALE) nasypat údaje z mnoha prací různých týmů do jednoho prostoru normalizovaného virtuálního mozku a získat tak přesvědčivá metaanalytická data. Nálezy hovoří jasnou řečí: redukce objemu je patrná v oblastech kolem Sylviovy rýhy oboustranně. Vyrůstají z obou insul, kde nacházíme nejvýraznější odchylky, které zasahují do oblastí mediofrontálních, spodního frontálního gyru zejména vlevo, předního cingula, mediotemporálních struktur, horního temporálního gyru a na konec thalamu a striata.
Na první pohled jde přinejmenším u neokortexu o značně anatomicky různorodé oblasti. Nesmíme ale zapomínat, že díky gyrifikaci má mozek složitou trojrozměrnou strukturu. Pokud kůru počítačově vyhladíme, objevuje se skrytý smysl – všechny tyto oblasti, vyjma subkortikálních, leží v jednom anatomickém regionu. Když trochu povolíme otěže fantazii, objeví se představa společné genetické regulace tohoto okrsku. A navíc, tyto strukturální nálezy se nápadně překrývají s těmi, které známe u autismu. Narušení struktury a funkce oblastí s jednotnou vývojovou historií, které různými trajektoriemi vedou k různým výsledným fenotypům? To trochu předbíháme, tak daleko ještě dlouho nebudeme.
Hitem uplynulé dekády se staly změny v bílé hmotě u schizofrenie. Vyrojila se řada rezonančních studií, zejména s metodou DTI (diff usion tensor imaging), proměřujících parametr frakční anisotropie. Tento ukazatel odráží změny v ultrastruktuře bílé hmoty. Metaanalýza s pomocí ALE ukazuje dvě oddělené, ale jasně ohraničené oblasti narušené integrity bílé hmoty – v hloubi frontálního a temporálního laloku. Pozoruhodné je, že tyto oblasti obsahují svazky propojující v zásadě regiony, ve kterých se u schizofrenie potvrdila redukce šedé hmoty.
Zbývá zmínit další perspektivu strukturálních odchylek. Mozek je svým uspořádáním asymetrický. Liší se objemy pravého a levého frontálního i okcipitálního laloku. Nejvýraznější morfologická asymetrie se vyskytuje v oblasti planum temporale, a to ve prospěch levé hemisféry. U schizofrenie ale dochází k zřetelnému potlačení této fyziologické asymetrie. Nález je poměrně robustní a doposud bez jasného vysvětlení.
Strukturu máme, co funkční změny?
Posuňme se o úroveň výše: co říkají funkční zobrazovací metody (pozitronová emisní tomografie a fMRI) o tomto onemocnění? Předmětem soustředěného zájmu byla zejména oblast dorsolaterální prefrontální kůry. I když tento „mazánek neuropsychiatrů“ leží mimo hranice regionu s nejčastěji popisovanými změnami v objemu šedé hmoty, jeho aktivita je u schizofrenie podle fMRI i PET snížená, a to jak v klidovém stavu, tak i při zátěži kognitivními testy, které tuto oblast za normálních okolností bezpečně aktivují. Mírná aktivační „hypofrontalita“ byla popsána i u příbuzných prvního stupně.
|
|
O něco nápadnější odchylky nalézáme při zátěži řečovými testy. Zdá se, že u nemocných dochází při tvorbě řeči i k pravostranné aktivaci oblasti protilehlé k Brocovu řečovému centru. To kontrastuje se spořádanou levostrannou aktivací u zdravých. Brocovo centrum a jeho zrcadlová obdoba leží ve spodním frontálním gyru. Ten už do okrsku narušeného objemu šedé hmoty u schizofrenie přísluší.
Myslet hlasy
Čtenáře v této chvíli jistě napadne, jak je to s funkčními zobrazovacími metodami a jádrovými příznaky schizofrenie. Řada prací se zaměřila na oblasti aktivované při vnímání sluchových verbálních halucinací. V těchto případech má pacient obvykle za úkol označit během vyšetření ve scanneru výskyt „hlasů“. Nedávno publikovaná souhrnná metaanalýza se soustředila na nálezy jak z fMRI, tak i s PET. Výhodou totiž je, že metoda ALE umožňuje překračovat hranice jednotlivých vyšetřovacích metod. Nezní vám výčet nalezených oblastí povědomě? Při vnímání halucinací je aktivní Brocovo centrum, oboustranná přední insula, střední a horní temporální gyrus a hippokampus. Kromě toho vědci odhalili méně výraznou aktivaci i ve spodní části parietálního laloku a v precentrálním gyru. Vesměs jde opět o oblasti vyrůstající z hloubi Sylviovy rýhy a přilehlé k jejím vnějším okrajům. A uprostřed všeho trůní insula. To poněkud překvapí – tato oblast psychiatrii nikdy příliš nelákala. To se ale může brzy změnit.
Ta ruka je má, ta ruka je tvá
Insula je jaksi tajnůstkářské místo. Ve svém úkrytu v hloubi Sylviovy rýhy slouží všemu a ničemu. Víme, že má na starosti některé viscerosensorické funkce, obstarává autonomní regulaci GIT, srdce, je to i motorická asociační oblast, má svou roli v řeči a percepci hudby, zprostředkuje vnímání bolesti, hladu, žízně, sexuálního vzrušení, je orgánem empatie... Na první pohled to dohromady nedává smysl. Stále častěji se ale hovoří o integrativní roli této oblasti. Ukazuje se, že insula je klíčová pro uvědomování si vnitřních pocitů, ale i uvědomování si vůlí iniciovaných pohybů končetin a zprostředkování kontroly nad vlastními emocemi. Slouží i seberozpoznání, uvědomování si „jáství“, subjektivity.
Insulu tedy mnozí popisují jako základ vědomého self, orgán introspekce.
Data z funkčních zobrazovacích metod se v poslední době vyhodnocují i metodou síťové analýzy (network analysis). Jedná se o zmapování funkčních okruhů, které představují páteř naší mentální aktivity. Pokud je jedinec v klidu, ponořen do introspekce, objevuje se ustálená aktivita v řadě oblastí souhrnně označených jako Default mode. Naopak při pozornosti zaměřené do okolí se mozek síťově propojuje v rámci Central executive network. Významnost, závažnost či prominenci jakéhokoli podnětu zprostředkuje Salience network, kde hraje klíčovou roli dopaminergní aferentace z oblasti předního tegmenta. Insula stojí v průsečíku těchto okruhů. Panuje představa, že na základě podnětu ze Salience network insula přepíná mezi introspektivním a extrospektivním modem. Zdá se, že v této oblasti leží stále udržovaná vědomá bariéra mezi vnitřním a vnějším. Insulu můžeme považovat za jakýsi atributor vlastního volního jednání na jedné straně, na druhé straně také za detektor, který dokáže rozeznat původce jednání ve vnějším světě. Co se stane, pokud takový modul nefunguje správně? To víme z pravostranných lézí v oblasti přední insuly v důsledku cévní mozkové příhody. Takovou událost nápadně často doprovází porucha přináležitosti kontralaterální hemiparetické končetiny. Nemocný je přesvědčen, že jeho ruka či noha patří někomu jinému, případně že mu s končetinou někdo zlomyslně manipuluje proti jeho vůli. Stačí už jen dodat, že mezi jádrovými příznaky schizofrenního onemocnění se uvádějí bizarní prožitky slyšení, vkládání, odnímání nebo vysílání vlastních myšlenek spolu s bludy kontrolovanosti celého těla či končetin, vše souhrnně popisováno trýznivým pocitem, že je jedinec včetně jeho nejniternější mentální aktivity vydán všanc jakýmsi zlovolným vnějším silám, které ho ovládají.
|
|
2030: Atribuční insulopatie?
Představte si experiment, při kterém ležíte v fMRI či PET scanneru. Rukou ovládáte joystick. Máte za úkol jím libovolně pohybovat. Přímou vizuální kontrolu svého počínání ale nemáte, hledíte na obrazovku, na které joystick ovládá animovaná ruka. Vizuální zpětná vazba může být zcela shodná s vašimi pohyby, případně odchýlená o 25 či 50 stupňů. V krajním případě animovanou ruku ovládá experimentátor, a to zcela v rozporu s vámi. Čím více se pohyb na obrazovce liší od vámi vykonaného, tím výraznější je aktivita v oblasti gyrus angularis. Ten je jakýmsi somatosenzorickým integrátorem, detektorem rozporu mezi propriocepcí a zpětnou vizuální vazbou. Čím více ale hodnotíte pohyb na obrazovce jako svůj „vlastní“, tím větší aktivitu vyvíjí pravá insula. Aktivace insuly v tomto testu u schizofrenie zcela chybí.
A ještě jeden, poněkud bizarní experiment. „Iluze gumové ruky“ je téměř varietní číslo, které lze pro pobavení předvést i doma. Představte si, že před sebou máte věrnou gumovou napodobeninu ruky, vaši vlastní končetinu nevidíte, spočívá za zástěnou (pro ilustraci například zde –
http://www.youtube.com/watch?v=sxwn1w7MJvk). Experimentátor synchronně přejíždí štětečky po shodných prstech vaší skryté ruky i napodobeniny, kterou vidíte před sebou. Za několik minut začnete mít intenzivní pocit, že gumová ruka patří vašemu tělu. Ten lze snadno zrušit asynchronní taktilní stimulací. Prožitek je divný, znepokojující a velmi věrný. Podle PETové studie se ve chvíli, kdy je iluze přesvědčivě navozena, aktivuje... – ano, přední insula vpravo.
Příjemnou stránkou psaní do časopisu Sanquis je i to, že na rozdíl od suchopárných vědeckých publikací si člověk může malinko popustit vodítko fantazii. Představa insuly jako modulu, který zprostředkuje ohraničení „já“ od „ty“ nebo „ono“, je lákavá. Představa toho, že v roce 2030 nalezneme to, co bývalo označeno jako dementia praecox a později schizofrenie pod diagnózou „atribuční insulopatie“, se zdá docela zajímavá.
Ani tolik nevadí, že v dohledné době nepřistaneme na Marsu – díky vám, pane Lauterbure, pane Ogawo, se mezitím můžeme doma bavit na jedné z nejdobrodružnějších výprav lidstva.
|
|
|
|
 |
obsah čísla 84 |
 |
ročník 2010 |
|
témata |
|
| SANQUIS PLUS |
|
| GALERIE SANQUIS |
|
| PORADNA |
|
|
