Nová a populární technika pro analýzu psychiatrických a neurologických onemocnění se zakládá na omylu. Nizozemští neurovědci to oznámili ve čtvrtečním vydání odborného časopisu Nature Neuroscience.
Ellen de Visser je zdravotní redaktorkou pro Volkskrant. Stan van Pelt píše o lékařských otázkách pro Volkskrant a má doktorské vzdělání v neurovědách.
Když před více než rokem, pár týdnů před Vánoci, laid neurovědec Martijn van den Heuvel několik publikací s pokročilou analytickou technikou mozku vedle sebe, na chvíli se zarazil. Tento přístup mapuje, které mozkové okruhy se podílejí na často nepochopených poruchách, jako jsou migréna, deprese a koktání.
Byl si vědom vzrůstající popularity techniky, o které bylo provedeno mnoho studií, ale nikdy se do ní hlouběji nezabýval. Jakmile porovnal barevné obrázky z článků, všiml si, že jsou všechny více méně stejné. „To nemůže být pravda,“ pomyslel si.
Nejdříve si myslel, že se mýlí. O technice, která byla vyvinuta před deseti lety vědci z Harvardu, se publikovalo v předních časopisech a nikdo si ničeho nevšiml. Spočítal zhruba pět set vědců, kteří se jí na celém světě zabývali a získali na to miliony dolarů na granty. Nemohlo se jednat jen o „vzduch.“
Fundamentální myšlenková chyba
Van den Heuvel, profesor výpočetní neurovědy na Vrije Universiteit, se začal počítat. Vyvinul matematickou formuli pro analytickou techniku a vložil do ní základní údaje pacientů, které vědci poskytli při publikacích. Měl za to, že něco není v pořádku. V útulné kavárně v Utrechtu sice vypráví o svých zjištěních a dokladuje to na papíře škrábanci, ale slova jsou jasná: „Byla udělána základní myšlenková chyba a nikdo to neviděl.“
Což mělo za následek, že bez ohledu na to, jaké pacientské údaje byly vloženy, bez ohledu na to, o jakou chorobu se jednalo, výsledky byly téměř vždy téměř stejné. Jako by vibrace pacienta s Parkinsonovou chorobou pramenily ve stejném mozkovém okruhu jako úzkostné záchvaty někoho posttraumatickou stresovou poruchou.
Tato nizozemská objevová technika otřásá celým odvětvím. Lesion network mapping, jak se nový přístup nazývá, vyvolal mezinárodní nadšení. V přehledném článku několik let zpět, soudili vědci, že „dává náhled do dlouho existujících klinických tajemství.“ Popularizační časopis Scientific American napsal: „Neurověda objevuje sílu mapování porovnaných sítí.“
Potenciální zlepšení pro pacienty
Slibovalo se, že nový přístup by mohl vést k velkým zlepšením pro pacienty. Běží desítky studií, kdy jsou pacienti s různými psychiatrickými poruchami léčení na základě nových objevů.
Odborníci z jiných zemí chválí kritické nizozemské výzkumy. Neurochirurg Kuan Kho, spojený s Medisch Spectrum Twente, nazývá výsledky „intrigujícími.“ Říká: „To opět ukazuje, že bychom měli být opatrní, než začneme nové metody použít v péči.“
„To nás nutí k zamyšlení,“ reaguje profesorka neuropsychiatrie Sophia Frangou z Univerzity Britské Kolumbie prostřednictvím e-mailu. „Klinické následky tohoto jsou podstatné, protože se zdá, že mozkové oblasti, které tato technika navrhuje pro léčbu, nemusí vůbec být zapojeny do zkoumané nemoci.“
Cenné je také hodnocení odborníka na metody Christian Beckmann, profesora statistiky neurozobrazování na Donders Institute (Radboud University). „Ukazuje to, jak důležité je správně používat statistické analytické metody.“
Pacienti s poškozením mozku
Inspirací pro novou metodu byli pacienti s poškozením mozku. Po nádoru nebo mrtvici se někteří z nich často nečekaně setkali s psychiatrickým nebo neurologickým onemocněním: například propadli depresi, měli psychózy, tiky nebo migrénu, nebo se stali závislými. Tento fenomén dlouho představoval pro lékaře a neurovědce záhadu.
Viděli pacienty, kteří měli poškození na různých místech mozku a přesto měli stejné symptomy. Měli například problémy s pamětí, ačkoli neměli žádné poškození hippocampu, klasického centra paměti.
Dva neurovědci z Harvardu přišli s odpovědí na tuto záhadu. Zeptali se: s kterými dalšími mozkovými oblastmi jsou všechny poškozené oblasti nejvíce spojeny? Van den Heuvel to přirovnává k síti železnic: když padne stanice Culemborg, kde skončí cestující, když chtějí do nebo z této oblasti?
Harvardští výzkumníci zkoumali, jak obvyklé jsou mozkové spoje v mozku zdravých lidí, měřeno takzvanou funkční MRI (fMRI). Problém je totiž v tom, že tato síť je v každé hlavě trošku jiná. Někdo má třeba navíc další spojení, někdo jiný má koleje odkloněné.
Tímto způsobem objevili vědci z Harvardu velkou překryv u zkoumaných pacientů: bez ohledu na to, kde byla škoda, vždy byla s určitým symptomem spojena konkrétní mozková síť, shluk nervových buněk a spojení mezi nimi. Jinými slovy, aby se použila železniční terminologie: každé onemocnění mělo svůj vlastní „okruh kolem kostela.“
Velké klinické sliby
Tato metoda lesion network mapping prodělala vysoký růst. Vědci objevili sítě pro více než sto psychiatrických a neurologických onemocnění, od deprese a posttraumatické stresové poruchy po autism, schizofrenii, obsedantně-kompulzivní poruchu a halucinace. Dokonce i u kriminálního chování a svobodné vůle by měla být zapojena konkrétní mozková síť.
Početné vědecké články, které o této metodě vznikly, byly spojeny s velkými klinickými sliby. Pokud by nyní lékaři stimulovali objevené mozkové sítě elektricky, mohli by možná zmírnit symptomy pacientů.
Podávání elektrických impulsů k úlevě od neurologických poruch je osvědčená metoda, která se v Nizozemsku používá už delší dobu. To se děje především u malé skupiny pacientů s Parkinsonovou nemocí, depresí nebo epilepsií. Při hluboké mozkové stimulaci (DBS) umisťují lékaři elektrody do mozku, zatímco při transkraniální magnetické stimulaci (TMS) dostávají mozky podněty zvenčí.
To se děje pouze v omezeném počtu standardních oblastí v mozku. Například u depresivních pacientů, kteří dostávají TMS léčbu, jde o jedno místo v přední části mozku. To je různě úspěšné: 30 až 70 procent pacientů, u kterých jiné léčby nefungují, se zlepšuje, což znamená prostor pro zlepšení.
Lesion network mapping, uzavřeli vědci v přehledném článku před dvěma lety, se prokázala jako „silná výzkumná metoda,“ která by mohla prozkoumat nové léčebné možnosti.
Úskalí
Avšak díky nizozemské publikaci dostává tato závěrečná myšlenka do nevhodného světla. Při mapování těchto mozkových sítí se objevuje zásadní problém, zjistil Van den Heuvel. „Matematicky to nefunguje.“ Jeho analogie s železniční sítí se vrací: když uvíznete, často musíte počkat na jedno z velkých stanic.
„Je jedno, která stanice vypadne, ať už Maastricht, Groningen nebo Den Helder: místo, kde cestující průměrně nejčastěji zastavuje, je na jednom z velkých uzlových bodů, jako je Utrecht nebo Amsterdam. Všechny stanice jsou propojeny, kolem prochází většina vlaků, a tam se tedy objevují také nejvíce zpoždění.“
Tato velká místa v mozku hrají neúměrně velkou roli v matematických výpočtech, konstatuje Van den Heuvel. Proto se ve všech těchto výzkumech objevují stále stejné mozkové sítě, ačkoli se tvrdí, že jsou specifické pro jeden symptom.
Úplně jiné nemoci
Ukazuje na fMRI snímky, které získal z publikací, které zkoumal: u mnoha nemocí jsou stejné mozkové oblasti označeny. Často jde o insulu, oblast, která svými mnoha spoji připomíná vlakové nádraží Utrecht. „Tato oblast mozku se podílí na seberegulaci. Můžeme se domnívat, že existuje spojení se závislostí. Ale stejná síť je zjištěna například u migrény nebo epilepsie, přičemž se jedná o zcela odlišné nemoci.“
To, že mozkové sítě hrají důležitou roli ve velkém počtu neurologických poruch, stále platí, říká Van den Heuvel. „Ale tato metoda poskytuje chybnou informaci. U kriminálního chování, psychóz a kómatu by například měly být spojeny stejné sítě. Tam k žádné logice nedochází.“
Jako myšlenka je nová technika „velmi zajímavá“, říká profesor experimentální biopsychologie Dennis Schutter (Utrecht University), expert na mozkovou stimulaci. „Ale pokud je tato nová studie správná, mnohé mozkové výzkumy, které na této metodě založené, mohou být na mrtvém bodě.“ Profesor mozkové stimulace Alexander Sack (Universiteit Maastricht) uzavírá: „Není dobrý plán, aby byly nové oblasti pro stimulaci mozku u pacientů založeny na těchto pročtyřených sítích.“
Prevence omylů
Současné mozkové sítě, jakmi jsou sítě deprese, psychózy a závislosti, existují dosud pouze na papíře. „Ale ve spoustě výzkumů s touto metodou vyzývají vědci lékaře, aby přizpůsobili místa pro stimulaci mozku na základě informací z nové síťové metody,“ říká profesorka psychiatrie Iris Sommer (Rijksuniversita Groningen), která se podílela na kritickém nizozemském výzkumu. „Proto je dobré, že tato publikace teď vychází, ještě včas, aby se předešlo vědeckým omylům.“
Brzy v Portugalsku začíná klinická studie, která se pokusí zjistit, zda by metoda TMS mohla zlepšit léčbu obsesivně-kompulzivních poruch. Americký výzkum o aplikaci této metody u bipolárních poruch byl právě dokončen, ale výsledky ještě nebyly publikovány.
Nizozemští neurochirurgové v posledních letech sledovali publikace o nedávno objevených mozkových sítích, ale ihned nabyli velké skepse, ukazuje se při dotazování. „Nejdůležitější pro úspěšnou chirurgickou léčbu je vzít v úvahu unikátní anatomii každého pacienta,“ říká neurochirurg Saman Vinke, který pravidelně umisťuje elektrody do mozku pacientů s Parkinsonovou chorobou v Radboud UMC. „Nepoužíváme tuto novou metodu, protože je založená na průměrných mozkech zdravých osob. To činí převod na individuální mozek, například pacienta s Parkinsonem, příliš nespolehlivým.“
„Jsem na brzde, chceme nejdřív vidět, jestli je to pravda,“ říká také neurochirurg Kho, který dělá hlubokou mozkovou stimulaci u epileptiků. Jeden z jeho výzkumných pracovníků na Univerzitě Twente mu ukázal barevné obrázky, které vznikly s novou metodou, s radou umístit elektrody na velmi jiném místě. „Myslel jsem si, že to neodpovídá našim znalostem. Nyní jsem rád, že jsme měli pochybnosti, které se ukázaly jako pravdivé. Mozky jsou mnohem složitější, než se naznačuje.“
U TMS, kde jsou mozky pacientů podněcovány elektromagneticky zvenčí, platí totéž, říkají odborníci na TMS Sack a Schutter. Sack: „Psychiatrická onemocnění jsou velmi heterogenní, liší se od osoby k osobě. Z této perspektivy je nepravděpodobné, že by za tímto onemocněním stálo jedno univerzální mozková síť, natož že by tato síť byla identická pro každého jednotlivého pacienta.“
To, že lékaři tuto chybu neviděli, není divu, říká Van den Heuvel. „Je publikováno tolik výzkumných článků, že je nemůžete všechny číst od začátku do konce.“ Sommer: „I já bych mohla být jedním z těch lékařů, kteří tuto novou metodu použili. Chybí mi znalost, abych ji technicky zkontrolovala.“
Podle profesora Beckmanna to byl přesně problém. Nová výzkumná metoda není zásadně nesprávná, říká, ale nedostatek znalostí vedl k tomu, že mnoho vědců tuto metodu použilo nesprávně. A že to mnozí neviděli. „Pro mapování celých sítí nebyla tato metoda nikdy navržena. Skutečně dostáváte stále podobné výsledky, jak ukazuje tato studie, protože všechno je nakonec vším spojeno v mozku. To vytváří pěkné barevné obrázky, ale ve skutečnosti nám to nic neříká.“
Ukazuje to, jak důležité je, aby byli vědci dobře vyškoleni, aby mohli tyto pokročilé analytické metody správně používat. „To je obzvlášť důležité na klinických odděleních, kde jsou léčeni pacienti.“ Podle něj je také úkolem výzkumníků, kteří takové techniky vyvíjejí, poskytovat školení a podporu uživatelům. „To se zde nestalo, což je v podstatě nezodpovědné.“
Velké odborné časopisy po dlouhá léta prakticky neprováděly kritiku na četné výzkumy, které publikovaly o nové metodě, ale nyní by se to mohlo změnit, říká Van den Heuvel. „Věda není málokdy přímá linie. Někdy musíme začít znova nebo se odvést, abychom nakonec přišli k správným poznatkům a novým léčebným metodám.“
Reakce tvůrců
Dva tvůrci lesion network mapping vyjádřili v reakci, že považují analýzy v nizozemském výzkumu za přesvědčivé a kritiku berou vážně. Aaron Boes, profesor psychiatrie a neurologie na Univerzitě v Iowě, označuje výsledky za „pozoruhodné“ a píše, že to nese důležitou varování. „Debatování podporuje vědu, je fantastické, že talentovaní vědci používají své dovednosti k tomu, aby tuto metodu kriticky vyhodnotili,“ uvádí Michael Fox, profesor neurologie na Harvard Medical School.
Ale Fox také shrnuje: „Nejdůležitějším testem je, zda tato metoda může pomoci pacientům. To není zkoumáno v tomto metodologickém článku, ale v několika klinických studiích, které nyní probíhají.“ Boes, který pracuje na příspěvku pro odborný časopis, píše, že v nizozemském výzkumu není správně definováno, kdy je něco „stejné“. „Zůstává spousta otázek, o kterých stojí za to zjistit.“
