Beskyt hjernen mod epileptiske anfald ved at lytte til hjertet

Udgivet: 3. april 2023

Forfattere

Aristides Hadjinicolaou, Alexandros Hadjinicolaou, Cristina Yip Go

Epilepsi er en lidelse, hvor unormale elektriske signaler mellem hjerneceller fører til anfald. Anfald kan få folk til at ryste, blive blanke eller endda miste bevidstheden. Når medicin ikke kan forhindre anfald, og der ikke er noget hjerneområde, der kan fjernes for at løse problemet, kan en procedure, hvor man implanterer en vagusnervestimulator (VNS), være en mulighed. VNS-maskiner sender elektriske impulser op til hjernen gennem en vigtig nerve, der forbinder hjernen med resten af kroppen – vagusnerven. Disse signaler beroliger hjernen og gør intense anfald mindre sandsynlige. Da hjertebanken ofte kommer før intense anfald, kan nye hjerte-VNS-maskiner, der lytter til patientens hjerte, sende en strømstreg for at berolige hjernen under et anfald. Denne artikel gennemgår, hvordan denne revolutionerende teknologi fungerer, sammenligner den med tidligere typer af VNS og beskriver, hvordan den kan hjælpe mennesker, der lider af epilepsi.

Hvad er krampeanfald, og hvorfor opstår de?

Hjernen består af milliarder af celler, der konstant kommunikerer med hinanden. Signaler mellem specialiserede hjerneceller kaldet neuroner gør det muligt for os at gøre alt, fra at gå til at tale til at tænke. For at kunne gøre disse ting skal neuroner kunne “tænde” (sende signaler til andre neuroner og til kroppen for at få ting til at ske), men de skal også kunne “slukke” (stoppe med at sende disse signaler). For at gå skal man f.eks. løfte en fod, men man skal også kunne sætte den ned igen. Anfald opstår, når neuroner ikke slukkes, når de skal, hvilket får en persons hjerne og krop til at sidde fast i et loop. Tænk på en mobiltelefon eller en computer, der har en fejl!

Hvad forårsager fejl i hjernens elektriske signalering?

Fejl i hjernens signalering sker, når neuronerne ikke slukker/tænder på det rigtige tidspunkt. Det kan skyldes, at et område i hjernen er beskadiget (som en lyskontakt, der er beskadiget og ikke vil slukke), eller hvis de regelmæssige tænd/sluk-rytmer går i stykker (som hvis en automatisk lyskontakt gik i stykker og begyndte at tænde og slukke hvert minut i stedet for hver 12. time). Infektioner, genetiske tilstande, unormale strukturer i hjernen (f.eks. tumorer) og traumer kan alle forårsage anfald

Hvordan kan vi vide, hvornår der er tale om et anfald?

På film vises anfald ofte som voldsomme, ukontrollable rystelser og nogle gange med tab af bevidsthed. Men der findes mange typer af anfald, afhængigt af hvilket sted i hjernen, der ikke fungerer, som det skal. Nogle gange kan anfald bestå af et par sekunders stirren eller blinken, hvor en person ser ud til at “fryse fast”, eller hvis de kun kommer fra en del af hjernen, kan anfald kun involvere en del af kroppen. Det meste af tiden vil alle en persons anfald se ud på samme måde som deres tidligere anfald. Den bedste måde at vide, hvilken type anfald en person med epilepsy er at spørge personen (eller deres forældre), hvordan deres anfald ser ud.

Hvorfor er det vigtigt, og hvad kan vi gøre for at hjælpe?

Anfald og epilepsi er meget almindeligt! Omkring 1 ud af 10 mennesker vil få et anfald i løbet af deres liv. Epilepsi, som er en tilstand, hvor en person, der har haft mindst ét anfald, er mere tilbøjelig til at få fremtidige anfald, rammer 1 ud af 100 mennesker. De fleste mennesker med epilepsi kan tage medicin for at forebygge anfald. Men ca. 1 ud af 3 personer vil fortsat få anfald, selv om de tager medicin. Disse anfald kan være livstruende og forårsage skader. Selv korte anfald kan påvirke folks evne til at deltage i normale aktiviteter som at køre bil eller tage ud at svømme alene. Epilepsi kan også være pinligt eller skræmmende, da det kan være svært at forklare for andre mennesker.

For mennesker, der har epilepsi, som ikke reagerer på medicin (også kaldet refraktær epilepsi), er kirurgi en behandlingsmulighed. Nogle gange kan hjernekirurger fjerne den del af hjernen, der fungerer dårligt. Men nogle gange er de dele af hjernen, der ikke fungerer, for store til at fjerne eller involverer enten hele hjernen eller dele, der er for vigtige til at fjerne. I disse tilfælde kan man bruge apparater, der hedder vagus nerve stimulators (VNS) kan være en mulighed.

Hvad er vagusnerven, og hvorfor stimulerer vi den?

Nervus vagus er et bundt af neuroner, der forbinder hjernen med de indre organer for at kontrollere ufrivillige (automatiske) funktioner som hjerteslag og vejrtrækning (figur 1). I 1930’erne fandt forskere ud af, at når aktiviteten i vagusnerven steg, skete der også ændringer i hjernebølgerne, som kunne ses ved hjælp af en test kaldet EEG.. I 1980’erne fandt forskere ud af, at stimulering af vagusnerven kunne stoppe anfald hos hunde. Efter at yderligere undersøgelser viste, at stimulering af vagusnerven også kunne hjælpe mennesker, begyndte lægerne at bruge VNS til at behandle patienter med refraktær epilepsi – til at stoppe anfald eller forhindre dem i at blive værre. Selvom der er mange teorier, ved forskere og læger stadig ikke med sikkerhed, hvorfor VNS virker (figur 2).

Figur 1: Vagusnerven forbinder hjernen med mange af kroppens indre organer. Billedkredit: Quyen Nguyen.
Figur 2: En VNS-enhed består af små elektroder, der er fastgjort til vagusnerven, som igen har flere forbindelser til hjernen. En pulsgenerator sender en strømstød, der kan stimulere vagusnerven og hjælpe med at stoppe anfald eller forhindre dem i at blive værre. Billedkredit: Quyen Nguyen.

Utroligt nok behøver nyere VNS-modeller med bedre teknologi ikke engang at vente på, at anfaldet er åbenlyst for at hjælpe med at stoppe det, da de kan lytte til hjertet såvel som hjernen. Hvordan gør de det, og hvorfor hjælper det?

At lytte til hjertet kan hjælpe os med at passe på hjernen

Krampeanfald kan påvirke hele kroppen, også hjertet. De kan få hjertet til at begynde at slå hurtigere og i en mere uregelmæssig rytme. Normalt vil denne ændring i hjertefrekvens sker lige før anfald [1]. Forskere udviklede en cardiac-baseret VNS-maskine, der lytter til patientens hjerte for at holde øje med en hurtig hjerterytme. Når der registreres en hurtig puls, sender VNS en ekstra elektrisk puls op til hjernen gennem vagusnerven [2-4]. Dette signal kan berolige hjernen og kan være med til at forhindre anfald, selvom det kun er blevet vist hos voksne og endnu ikke hos børn. Det er meget spændende, fordi hjerte-VNS-maskinen kan hjælpe med at stoppe anfald tidligt i stedet for at stoppe dem, når de allerede er tydelige (figur 3).

Figur 3: For at fastgøre en VNS-enhed laver en hjernekirurg et snit i huden på halsen for at vikle VNS’ens elektroder rundt om vagusnerven. Disse elektroder er forbundet til pulsgeneratoren, som er placeret under huden på den øverste venstre del af brystet. Billedkredit: Quyen Nguyen.

I vores undersøgelse har vi set på, hvordan den nye hjerte-VNS er i forhold til den ældre version. Efter i gennemsnit at have brugt den første model af VNS-maskinen i 6 år udskiftede 30 teenage-epileptikere på to medicinske centre deres klassiske VNS-maskiner med den nye hjerteversion. Vi tjekkede op på teenagerne i omkring et år efter udskiftningen. Omkring en fjerdedel af teenagerne rapporterede, at deres anfald var 80 % mindre hyppige. Det betyder, at 1 ud af 4 teenagere kunne reducere deres anfaldshyppighed betydeligt ved at skifte til hjerte-VNS. Vi fandt ud af, at omkring halvdelen af teenagerne endte med at have det samme antal anfald med den nye maskine som med det gamle system. Desværre oplevede omkring en fjerdedel af teenagerne en smule ubehag ved at bruge den nye VNS-enheds kardiale stimuleringstilstand og valgte derfor den klassiske ikke-kardiale stimulering, som de var vant til [5].

Sammenfatning

I denne artikel forklarede vi, at epilepsi er en hjernesygdom, der forårsager anfald. Anfald skyldes fejl i den måde, hvorpå hjerneceller, kaldet neuroner, kommunikerer med hinanden gennem elektrisk signalering. Anfald begynder ofte med ændringer i hjertefrekvensen – patientens hjerte slår hurtigere og mere uregelmæssigt. Da 1 ud af 3 epilepsipatienter fortsætter med at have anfald på trods af medicin, kan VNS være en mulighed for disse patienter. Forskere og ingeniører har udviklet nye VNS-maskiner, der lytter til patientens hjerte, hvilket kan hjælpe med at stoppe anfaldene tidligere. Vi undersøgte 30 teenagepatienter med epilepsi, som fik udskiftet deres klassiske VNS-maskiner med den nye hjerteversion, og fandt, at en fjerdedel af patienterne oplevede 80% færre anfald end før. Disse lovende resultater viser os, at hjerte-VNS kan være den bedste behandlingsmulighed for visse børn, der lider af epilepsi, men der er behov for mere forskning for at finde ud af, hvordan man kan fjerne ubehag, øge effektiviteten og lære mere om, hvordan denne teknologi hjælper især børn.

Ordliste

Neuroner: Hjerneceller, der kommunikerer via elektriske og kemiske signaler.

Anfald: Anfald er, når et problem i hjernen får folk til at ryste, opleve sjove følelser, blive blanke eller endda miste bevidstheden mod deres egen vilje.

Epilepsi: Epilepsi er en lidelse, hvor unormale elektriske signaler mellem hjerneceller fører til anfald.

Vagusnervestimulator (VNS): En maskine, der sender elektriske signaler til hjernen via vagusnerven for at hjælpe med at afslutte et anfald og få hjernen til at vende tilbage til normal tilstand.

Vagusnerven: Et bundt neuroner, der forbinder hjernen med mange af kroppens organer, som f.eks. hjertet eller tarmen.

EEG: Et EEG (elektroencefalogram) er en test, der måler hjernens elektriske aktivitet ved at placere små sensorer på hovedet.

Hjertefrekvens: Din puls er det antal gange, dit hjerte slår i løbet af et minut.

Cardiac: Vedrørende hjertet.

Information om artiklen

RA af den oprindelige artikel modtog forskningsstøtte fra Procter Foundation og Maxon Foundation.
Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
↑Hadjinicolaou, A., Jain, P., Arya, R., Roth, C., Whitney, R., Yau, I., et al. 2020. Generatorudskiftning med hjertebaseret VNS-enhed hos børn med lægemiddelresistent epilepsi: en observationsundersøgelse. Epilepsy Res. 167:106431. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2020.106431

[1] Eggleston, K. S., Olin, B. D. og Fisher, R. S. 2014. Iktal takykardi: forbindelsen mellem hoved og hjerte. Seizure. 23:496-505. doi: 10.1016/j.seizure.2014.02.012

[2] Boon, P., Vonck, K., van Rijckevorsel, K., El Tahry, R., Elger, C.E., Mullatti, N., et al. 2015. En prospektiv, multicenterundersøgelse af hjertebaseret anfaldsdetektion til aktivering af vagusnervestimulation. Seizure. 32:52-61. doi: 10.1016/j.seizure.2015.08.011

[3] Fisher, R. S., Afra, P., Macken, M., Minecan, D. N., Bagić, A., Benbadis, S. R., et al. 2016. Automatisk vagusnervestimulation udløst af iktal takykardi: kliniske resultater og enhedens ydeevne – det amerikanske E-37-forsøg. Neuromod. J. Int. Neuromod. Soc. 19:188-95. doi: 10.1111/ner.12376

[4] Hamilton, P., Soryal, I., Dhahri, P., Wimalachandra, W., Leat, A., Hughes, D., et al. 2018. Kliniske resultater af VNS-terapi med AspireSR® (herunder hjertebaseret anfaldsdetektion) på et stort, komplekst epilepsi- og kirurgicenter. Seizure. 58:120-6. doi: 10.1016/j.seizure.2018.03.022

[5] Hadjinicolaou, A., Jain, P., Arya, R., Roth, C., Whitney, R., Yau, I., et al. 2020. Generatorudskiftning med hjertebaseret VNS-enhed hos børn med lægemiddelresistent epilepsi: en observationsundersøgelse. Epilepsy Res. 167:106431. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2020.106431

Hadjinicolaou A, Hadjinicolaou A og Go CY (2023) Protecting the Brain From Epileptic Seizures by Listening to the Heart. Forsiden. Young Minds. 11:968434. doi: 10.3389/frym.2023.968434
Jie Zheng
Indsendt: 14. juni 2022; Accepteret: 2. marts 2023; Offentliggjort online: 3. april 2023.
Copyright © 2023 Hadjinicolaou, Hadjinicolaou og Go

Læs videre

At gå i skole er en vigtig del af barndommen. Skolen er stedet, hvor vi lærer at læse, skrive, regne og få venner. En række forskellige ting kan påvirke skolepræstationen. Sundhedsmæssige problemer, såsom epilepsi, er en væsentlig faktor, der kan påvirke et barns læringsoplevelser. Epilepsi er en type hjernesygdom, der forårsager anfald, hvilket resulterer i ændringer i adfærd eller bevægelse. I skolen skal elevernes hjerner bruge en masse energi på at udføre deres opgaver, men dette kan være endnu mere udfordrende for elever med epilepsi. At forstå, hvad epilepsi er, og hvordan det påvirker elevernes oplevelser med skolen og læring, kan hjælpe dig med bedre at støtte dine kammerater, både i og uden for klasseværelset.

Vores planet bliver varmere, hvilket ændrer lokale og globale miljøer, der påvirker alle levende væsener. Denne proces kaldes klimaforandringer, og mange mennesker rundt om i verden mærker allerede dens konsekvenser. Andre har måske ikke selv oplevet ændringerne endnu, men de bekymrer sig måske alligevel om klimaforandringerne og hvad der kan ske i deres område eller rundt om i verden. Den slags bekymring, der varer ved i lang tid, er svær at kontrollere og står i vejen for at udføre ting, kaldes angst. Angst for klimaforandringer kan kaldes øko-angst. I takt med at flere mennesker lærer om klimaforandringer eller oplever konsekvenserne heraf, vil flere mennesker muligvis opleve øko-angst. Derfor er det vigtigt at lære, hvad øko- angst er, hvem der er påvirket af den, og hvad der kan gøres for at hjælpe mennesker, der kæmper med den.

Du har måske hørt, at mennesker bruger omkring en tredjedel af deres liv på at sove. Selvom søvn kan virke som en passiv aktivitet, er det en aktiv aktivitet, der hjælper dig med at fokusere og huske ting i skolen, føle dig mere følelsesmæssigt afbalanceret og forblive fysisk sund. Eksperter anbefaler 8–10 timers søvn om natten for teenagere, og i din alder er det svært at få. Denne artikel forklarer, hvorfor søvn er vigtig, og hvordan den påvirker din fysiske og mentale sundhed. For at hjælpe dig giver vi søvntips, såsom at holde fast i en søvnplan og skære ned på skærmtid inden sengetid. At prioritere søvn vil hjælpe dig med at føle dig bedre, tænke skarpere og håndtere sociale og følelsesmæssige udfordringer mere effektivt.

Smerte er et naturligt signal, der hjælper os med at beskytte vores krop og er afgørende for overlevelse. Men nogle gange kan smerte være skadelig – som i tilfældet med inflammatorisk smerte, der forårsager langvarigt ubehag og endda skader. Forskere og læger ønsker at forstå nøjagtigt, hvordan smertesignaler bevæger sig i kroppen, så de kan finde bedre behandlinger til mennesker, der lider af langvarig smerte. I vores laboratorium studerer vi de små nerveender, der fungerer som kroppens smertesensorer (f.eks. i huden eller tarmene). Vi undersøger, hvordan ændringer i disse nerveender påvirker den måde, hvorpå smertesignaler bevæger sig fra forskellige kropsdele, såsom en fingerspids, til hjernen og rygmarven. Ved at opdage, hvilke ændringer der sker i disse nerveender, håber vi at forstå årsagerne til inflammatorisk smerter og at udvikle nye medicinske behandlinger, der kan mindske smerter uden skadelige bivirkninger.