Morgunblaðið - 28.07.1985, Page 10

1U B MORGUNBLAÐIP, SUNNUDAGUR 28. JULi
að vekur at-
hygli að hin nýju tæki
hafa orðið til þess að
hnekkja gömlum for-
dómum varðandi mun á
því hvernig greind og
ellimörkum fólks af mis-
munandi kynþáttum er
háttað. Komið hefur í
ljós að rafboð í heilan-
um, sem yfirleitt eru
vísbending um eðlilega
greind, eru hin sömu í
heilbrigðum börnum af
hvaða kynþætti sem er,
sé tillit tekið til upplýs-
inga úr rannsóknum
meðal barna á svæði sem
nær frá Norður-Evrópu
að Karabíska hafinu.
seminni er háttað og fylgist ná-
kvæmlega með öllum efnabreyt-
ingum í heilanum. „CAT og MRI
eru eins og vegakort, en PET sýnir
hvernig umferðin gengur á vegun-
um,“ segir Dr. Thomas N. Chase,
yfirmaður tilraunalækninga hjá
alríkisstofnun þeirri í Bethesda,
er leitar leiða til að vinna á sjúk-
dómum er orsaka truflanir á
taugastarfsemi og tjáskiptum.
Síðan PET var fyrst tekið í
notkun fyrir tíu árum hafa æ full-
komnari tæki sömu gerðar leyst
hin fyrri af hólmi. PE3T IV lítur út
eins og þotuhreyfill með holum
kjarna, en þar er sjúklingurinn
skoðaður. í stað þess að demba yf-
ir hann röntgen-geislum eða setja
hann inn á öflugt segulsvið nýtir
PET þá geislun sem berst frá
sjúklingnum sjálfum.
Áður en sjúklingurinn er mynd-
aður er hann sprautaður með ein-
skonar geislavirkri sykurupplausn
sem gerir vísindamönnum fært að
fylgjast með efnabreytingum um
leið og upplausnin heldur sína
leið. Sykurinn berst fljótt til
heilafrumanna sem eru „sfsvang-
ar“ og þær drekka samstundis í
sig blóðsykurinn sem í bókstafleg-
um skilningi verður „heilafæða",
þ.e. örvar hugsunina. Á meðan
hann er að meltast skilur upp-
lausnin frá sér örður sem nefnast
andeindir (positron) en er þær
koma saman við rafeindir mynd-
ast gamma-geislar. Þá kemur
tölvan til sögunnar, vinnur úr öll-
um þessum upplýsingum og birtir
síðan niðurstöðuna sem mynd er
aldrei hefur áður sézt svo greini-
lega, þ.e. af því hvernig heilinn
starfar. Á svipstundu má sjá hvað
heilinn hefur í hyggju áður en
framkvæmdin á sér stað. Á skján-
um birtast myndir í auðþekkjan-
legum og glannalegum litum,
bláum og gulum. Hlusti maður á
lagstúf með öðru eyranu sýnir.
PET með litbreytingum að annað
heilahvelið er að störfum. Reyni
maður hins vegar að skilgreina
tónlistina fara aðrir hlutar heil-
ans í gang og framkalla öðruvísi
mynd. Sé tekin ákvörðun um að
lyfta annarri hendi kemur ákvörð-
unin fram á skjánum með allt
öðru litrófi og á öðrum svæðum
um leið og heilinn býr sig undir að
verða við þessari ósk.
Nú þegar hafa slíkar svipmynd-
ir af heilastarfseminni veitt líf-
fræðilegar vísbendingar sem
skýra ýmiss konar geðveilu. í
læknastöð New York-háskóla eru
vísindamenn sem í samvinnu við
Brookhaven National Laboratory
hafa notað PET til að leiða í ljós
að framheili sjúklinga sem haldn-
ir eru ólæknandi geðklofasýki tek-
ur til sín mjög lítinn blóðsykur —
þveröfugt við það sem á sér stað
þegar oflætis- og þunglyndissjúkl-
ingur gengur í gegnum oflætis-
skeiðið. Þá rýkur blóðsykurneyzl-
an á sama svæði í heilanum upp úr
öllu valdi. „Um árabil hafa menn
verið að eltast við slíka samsvörun
í sambandi við starfsemi heilans
er skýrt geti geðtruflanir og nú er
PET að hafa upp á slíkum upplýs-
ingum,“ segir dr. Jonathan Brodie,
sem stjórnar rannsóknum á þessu
sviði við New York-háskóla.
En geðsjúkdómafræðin er að-
eins upphafið að þeim rannsókn-
um sem unnt er að gera með PET.
„Enda þótt CAT-skyggnir geti
uppgötvað æxli þá gengur PET
lengra þar sem það tæki getur gef-
ið til kynna auknar efnabreyt-
ingar á heilasvæði þar sem ekkert
æxli er enn að sjá,“ segir dr.
Norman D. LaFrance, sem veitir
forstöðu geislalækningadeildinni
við John Hopkins-sjúkrahúsið.
„Það er einmitt þar sem næsta
æxli gæti komið í ljós — þar sem
eitthvað er um að vera.“
Dr. Brodie og samstarfsmenn
hans nota PET við rannsóknir á
efni sem kallast „putrescine“ og
kemur fyrir þar sem rotnun á sér
stað, en þeir telja þetta efni eitt
fyrsta merkið um að heilakrabba-
mein sé í uppsiglingu. Dr. Brodie
gerir sér vonir um að PET „geti
bjargað mörgu fólki sem ella gæti
engar vonir gert sér sakir heila-
æxla,“ þar sem eftirleiðis megi
greina slík æxli á frumstigi og
gera viðeigandi ráðstafanir í tæka
tíð. Sjúklingar með heilaæxli sem
þegar hafa verið meðhöndluð
mætti rannsaka með efninu til
þess að komast að því hvernig
framvegis skuli haga meðferðinni
og hvernig hún eigi að fara fram
þannig að sem beztur árangur ná-
ist.
PET hefur nú þegar gefið ýmsar
vísbendingar um Alzheimer-veiki,
en þennan sjúkdóm er afar erfitt
að greina frá öðrum sjúkdómum,
s.s. of háum blóðþrýstingi og „góð-
kynjaðri" gleymsku. „PET hefur
vakið bjartar vonir um að unnt
verði að greina þennan sjúkdóm af
verulegri nákvæmni,* segir dr.
Chase, sem ásamt samstarfs-
mönnum sínum hefur komizt að
þeirri niðurstöðu að hluti af heila
Alzheimers-sjúklinga — þ.e.
heilabörkurinn — sem næstur er
hvirflinum — starfi þannig að
blóðsykurstarfsemin sé afar hæg.
Við háskólasjúkrahúsið í New
York hafa PET-skyggnar greint
Alzheimer-sjúkdóm af nákvæmni
og öryggi hjá 80% þeirra sjúkl-
inga sem hafa verið athugaðir og
þegar þar við bætast upplýsingar
sem fá3t með CAT-skyggni eykst
nákvæmnin þannig að hún verður
nánast 100%. Virðist nú sem
greina megi efnabreytingar löngu
áður en sjúkdómurinn kemst á það
stig að hann fer að hafa áhrif á
atferli sjúklingsins. „PET gefur til
kynna 25% samdrátt í efnaskipt-
um ákveðinna heilahluta, jafnvel
þar sem Alzheimer er á lágu
stigi,“ segir dr. Chase. „Bersýni-
lega hefur rýrnun þá átt sér stað
einhvern tíma. Það sem máli
skiptir er að hefja lyfjagjöf sem
allra fyrst eftir að sjúkdómurinn
hefur göngu sína.“
Enda þótt slík lyf séu ekki til-
tæk enn sem komið er segir dr.
Chase: „Þar sem PET getur nú
veitt okkur áreiðanlegar upplýs-
ingar um hvaða heilasvæði það
séu sem sjúkdómar á borð við Alz-
heimer herja á þá erum við þess
fullvissir að unnt sé að framleiða
lyf er geta örvað starfsemina eða
hægt á henni.“
Einn mikilvægasti árangur
þessarar baráttu kom í ljós á ár-
inu 1983 þegar dr. Henry N.
Wagner yngri varð til þess fyrstur
manna að láta PET kortleggja
heila sinn með hliðsjón af næmi
taugaboðanema fyrir dópamíni
sem er eitt mikilvægasta tauga-
boðefnið og sendir boð frá einni
taugafrumu til annarrar. Óeðli-
legt magn dópamíns virðist tengj-
ast svo margvíslegum sjúkdómum
1985
svo sem geðklofasýki, Parkinsons-
-veiki, mongólisma (Down’s
syndrome) og ósjálfráðum og
sjúklegum taugakippum sem
kenndir eru við Huntington.
Það kom á óvart að PET-
myndirnar sýndu að taugaboða-
nemarnir sem taka við dópamíni
dreifðust ójafnt, en það telur dr.
Wagner geta skýrt smávægilegan
en þrálátan skjálfta sem hann
hefur lengi haft ( hægri hendi, en
þessi skjálfti varð á sínum tima til
þess að hann gat ekki lagt fyrir sig
skurðlækningar.
Síðan hafa starfshópar við
Washington-háskóla í St. Louis og
rannsóknastofnun i Orsay í
Frakklandi líkt taugaboðanemun-
um við „lása“ að heilafrumunum
sem opnast með réttum „lykli“ líf-
efna og eigi þetta sinn þátt i minni
og kvíða.
1 maí 1984 reið dr. Wagner enn
á vaðið en þá var heili hans kort-
lagður í þeim tilgangi að ná mynd-
um af þeim taugaboðanemum sem
hafa róandi áhrif, þ.e. þeim hluta
heilafrumunnar sem annast flutn-
inga á deyfandi efnum, þ.á m.
þeim sem líkaminn leggur til
sjálfur. Þarna var að verki hópur
sá sem dr. Wagner starfar með við
John Hopkins-sjúkrahúsið, en
hópurinn gerir sér vonir um að áð-
ur en langt um liður megi takast
að afstýra kvölum af völdum
krabbameins og öðrum viðvarandi
sársauka með þvi að hafa áhrif á
starfsemi taugaboðanemanna.
Sérfræðingar sem gera tilraunir
með PET telja einnig að með
þessu tæki megi ná myndum sem
sagt geti fyrir um viðbrögð ein-
staklinga við hinum ýmsu lyfjum,
svo sem hinum sterku taugalyfj-
um sem flestir geðklofasjúklingar
verða að taka til að halda sjúk-
dómseinkennum sinum i skefjum,
en áhrif þessara lyfja eru slík að
um V6 hluti þeirra sem lyfin taka
kemst í ástand sem minnir á
ástand Parkinsons-sjúklinga
þannig að þeir verða silalegir í
hreyfingum og viðbrögð þeirra
hæg. „Með því að athuga tauga-
boðanemana gæti okkur tekizt að
segja til um nákvæmlega það
magn lyfja sem viðkomandi þolir
án þess að fá slik einkenni," segir
dr. Wagner. Reynist hann sann-
spár ætti ekki að verða erfitt að
segja til um það magn sem fólk
þolir af öðrum lyfjum sem hafa
áhrif á heilann, þ.á m. svefnlyf og
önnur róandi lyf.
Hin mikla bjartsýni sem ríkj-
andi er meðal þeirra vísinda-
manna sem starfa að rannsóknum
á PET er þó ekki mjög útbreidd
meðal lækna sem að visu viður-
kenna mikilvægi rannsóknanna en
telja vitneskju varðandi hagnýtt
gildi þeirra láta á sér standa. Ál-
rikisstjórnin hefur fjárfest 27
milljónir dala í PET-rannsóknum
og hefur þar af staðið straum af
stofnkostnaði við flest þeirra 15
PET-tækja sem þegar eru í notk-
un í Bandaríkjunum. Að undan-
förnu hefur gætt tregðu af hálfu
alríkisstjórnarinnar varðandi
stuðning við þessar rannsóknir og
lætur hún nú aðeins i té fjármagn
til fáeinna stofnana í þessu skyni.
„Það er eins og að gagnrýna
fyrstu flugvélina af þvi að hún
komst ekki í nema nokkur hundr-
uð feta hæð,“ segir dr. LaFrance.
í öðrum löndum virðast menn
ekki gera sér sérstakar áhyggjur
af þeim tíma sem það tekur að
komast að raun um hið hagnýta
gildi PET-tækja i þágu fjöldans.
Japanir eru ávallt fljótir til þegar
tækninýjungar eru annars vegar.
Þar eru átta PET-skyggnar i notk-
un og ætla má að innan skamms
verði þeir komnir i flesta lækna-
skóla landsins.
Við Kaliforniu-háskóla er PET-
skyggnir notaður til þess að rann-
saka sjúklinga sem fengið hafa
flog að lokinni skurðaðgerð.
Hversu djúpstæð sem orsökin er
veitir PET upplýsingar um hana
og yfirleitt svo nákvæmar að unnt
er að nema brott þann örsmáa
hluta sem trufluninni veldur.
Þeir vídindamenn sem eru við
PIDT-rannsóknir halda því statt og
stöðugt fram að tækið muni halda
áfram að sanna ágæti sitt. „Notk-
un þess mun færast í vöxt,“ segir
dr. LaFrance í John Hopkins-
sjúkrahúsinu, „vegna þess að það
gerir það sem ekkert annað
myndatæki getur gert, þ.e. að
veita nákvæmar upplýsingar um
smávægilegustu lífefnabreytingar
í heilanum á þeirri stundu sem
þær eiga sér stað.“
En heilinn er annað og meira en
líffæri þar sem stöðugar efna-
breytingar eiga sér stað — hann
er einskonar rafall þar sem rafboð
berast frá einni frumu til annarr-
ar. Með því að mæla þetta látlausa
iðukast rafboða hefur ný tækni
sem nefnd er „framköllun spennu"
gert vísindamönnum fært að túlka
það mynstur heilabylgjanna sem
endurtekur sig i sifellu á þann
hátt sem aldrei hefur verið hægt
að gera áður. Raftæki til röntgen-
myndunar heilans (EEG, þ.e. „el-
ectroencephalograph) nemur af
mikilli nákvæmni hvernig heilinn
bregzt við áreitni, s.s. hljóði eða
ljósglampa. Síðan er áreitið
endurtekið hvað eftir annað og
tölva reiknar út meðaltal og skráir
síðan svörunina við áreitinu, en
hún kemur fram í hljóðbylgjum
sem eðlileg rafmögnun heilans
hefur jafnan í för með sér.
Sem dæmi má nefna að ekki alls
fyrir löngu fundu vísindamenn við
Kaliforníu-háskóla i San Diego
aðferð til að greina undrun hjá
einstaklingi enda þótt hann hefði
fullkomna stjórn á svipbrigðum
sínum, með því að skoða rafbylgj-
urnar í heilanum. Rökrænar upp-
lýsingar framkalla eðlilegar raf-
bylgjur í heilanum en fáránleg
setning framkallar annars konar
bylgjur — t.d. setning á borð við
þessa: „hann smurði brauð með
sokkaplöggum.“ Einnig hafa vis-
indamennirnir getað greint hvort
einstaklingurinn veitir raunveru-
lega eftirtekt því sem fram fer eða
hvort hann læzt bara gera það.
Það vekur athygli að hin nýju
tæki hafa orðið til þess að hnekkja
gömlum fordómum varðandi mun
á því hvernig greind og ellimörk-
um fólks af mismunandi kynþátt-
um er háttað. Komið hefur í ljós
að rafboð í heilanum, sem yfirleitt
eru vísbending um eðlilega greind,
eru hin sömu í heilbrigðum börn-
um af hvaða kynþætti sem er, sé
tillit tekið til upplýsinga úr rann-
sóknum meðal barna á svæði sem
nær frá Norður-Evrópu að Karab-
íska hafinu. Enda þótt margir vís-
indamenn hafi hingað til haldið
því fram að elliórar séu merki um
eðlilegar afleiðingar þess er aldur-
inn færist yfir hefur dr. Duffy
skýrt frá því að starfshópur hans
við Harvard-háskólann hafi kom-
izt að hinu gagnstæða. „Niður-
staða okkar er sú að samkvæmt
gangi rafboða í heilanum fari eðli-
leg ellihrörnun og Alzheimer-
einkenni í gagnstæðar áttir — en
þetta þýðir það að heilbrigður ein-
staklingur getur vænzt þess að
heili hans haldi áfram að starfa
eðlilega þannig að hann haldi and-
legu atgervi sinu er ellin færist
yfir.“
Sé litið til upphafs lifshlaupsins
— frumbernskunnar — þá er það
BEAM sem kemur að notum, en
tækið getur greint ágalla sem for-
eldrar koma ekki auga á fyrr en
mörgum mánuðum eftir fæðingu.
„Mörg börn fæðast með lítils hátt-
ar heilamein sem uppgötvast ekki
þar sem rannsóknir í sjúkrahús-
um eru ekki nægilega ýtarlegar og
nákvæmar til að leiða þau í ljós,“
segir dr. Duffy. Sem dæmi um
slíkt má nefna að við Harvard- og
New York-háskóla hafa menn
komizt að sömu niðurstöðunni,
þ.e. að lesblinda eigi sér ákveðnar
líffræðilegar orsakir sem greina
má í heilanum — ekki einungis í
þeim hluta hans þar sem mál-
skynjunin fer fram heldur viðar.
Starf vísindamannanna hjá Harv-
ard beinist að því að finna leiðir
til að uppgötva örðugleika barns-
ins til að læra að lesa áður en það
nær þeim aldri er algengast er að
þau læri þessa list. í þessum rann-
sóknum tekur mikill fjöldi ungra
barna þátt þar sem tölfræðilega
öruggt er að finna ákveðið hlutfall
sem fyrirsjáanlega getur ekki lært
að lesa. Vísindamennirnir gera sér