Klokere av hjernebilder

Bilder av skadede hjerner kan gi bedre behandling og mer kunnskap, også om den friske hjernen.
14.9 2012 05:00

Hjernen vår er ute på en livslang seilas, fra vi fødes til vi dør. Dag og natt, enten vi tenker over det eller ikke,  stamper hjernen mot et hav av sanseinntrykk.

Men hvis skipperen – frontallappene - er skadet, kan hjerneskuta miste styringen. Da driver den for alle vinder. Slike havarier kan være dramatiske, men også lærerike.

Maskinrommet


Radiograf Grethe Løvland hjelper forskning.nos journalist Per Byhring på plass i fMRI-maskinen i Intervensjonssenteret på Oslo Universitetssykehus, Rikshospitalet.

Og ett av stedene hvor vi kan lære mer om hjernen, er her i maskinrommet. Men i dette maskinrommet er det ikke oljeglinsende veivaksler og prustende stempler. Likevel, et monotont svusj – svusj – svusj kan jeg høre.

Foran meg troner trommelen, beige, gul og hvit. Renslig høyteknologi i Intervensjonssenteret til Oslo Universitetssykehus, Rikshospitalet.

Forskning.nos medarbeider Per Byhring legger seg ned på en båre. Vi skal få en demonstrasjon. Hjernen hans skal bli føde for magnetresonanstomografen, fMRI blant venner.

Jern i hjernen

Per ser piler blinke på en skjerm. Han skal trykke på knapper. Hjernen hans skal få en oppgave å jobbe med.

Jeg står klar med kamera.  Glemmer meg, og tar et skritt fram for å få en bedre vinkel. Men jeg blir raskt stanset av radiografen.

- Hvis du kommer nærmere, blir kameraet sugd inn, advarer hun.

Magnetfeltet er enormt. Jeg ville neppe klart å slite kameraet løs igjen fra trommelen.

Magnetfeltet lager ørsmå elektriske strømmer i jernet som finnes i røde blodlegemer. Tomografen skal fange opp disse strømmene i hjernen til Per.

- Når hjernen arbeider med mentale oppgaver, fyrer nervecellene av. Da trenger de mer oksygen. Det får de fra blodet. Blodstrømmen blir et bilde på hjerneaktiviteten, sier Anne-Kristin Solbakk.

Solbakk er nevropsykolog, og leder en tverrfaglig gruppe med forgreninger fra Rikshospitalet til USA, Canada og Tyskland.

Digital skalpell

Dra musa over bildet for å bevege den digitale skalpellen gjennom hjernen til Per! (Figur: Interaktivitet ved Per Byhring, basert på 3D-modell fra Intervensjonssenteret til Oslo Universitetssykehus, Rikshospitalet.)

Jeg har flyttet meg ut i kontrollrommet sammen med henne. Vi ser hvordan tynne tverrsnitt av hjernen til Per bygger seg opp på skjermen.

Den tredimensjonale modellen kan dissekeres med digital skalpell. Helt uten risiko og smertefritt for Per, og intenst fascinerende.

- Kollegaen din har en helt frisk og normal hjerne, sier Solbakk beroligende. – Men det vi først og fremst studerer, er hjerner som har fått en skade.

Av skade blir man klokere

- Vi ønsker å forstå bedre hvordan en hjerneskade virker, hvilke utslag den får. Slik kan vi hjelpe pasientene bedre, sier hun.

Men den skadede hjernen kan også si noe om den friske hjernen, slik et havari kan lære oss bedre sjømannskap.

Sjefen for hjernen

Og områdene i hjernen som Solbakk og kollegene hennes er spesielt opptatt av, kan sammenlignes med kapteinen på hjerneskuta.

Kapteinslugaren ligger foran i hjerneskuta, i det som kalles frontallappene. Her, rett bak og på sidene av pannen, veies for og imot, her tas beslutninger.

- Vi kaller det hjernens eksekutive funksjoner, sier Solbakk.

I frontallappene settes kursen for det reflekterte, beherskede, siviliserte menneske. Men skipperen for hjerneskuta kan mer enn som så.

Snertne sneller

Saltvannet drypper. Marianne Løvstad løfter en bunt av ledninger ut av et kar. Varsomt trer hun det som ligner en hette av papiljotter over hodet til min journalistkollega.

Men han skal ikke få krøller. De snertne plastsnellene er elektroder. Saltvannet skal lede strøm og gi god kontakt til hodebunnen, for å måle elektrisitet fra nervepulsene i hjernen.


Marianne Løvstad fester EEG-elektroder på forskning.nos journalist Per Byhring.

Uskarp, men lynrask

At hjernen lager elektriske strømmer, er gammelt nytt fra seint 1800-tall. Den første elektriske hjerneskriften, elektroencephalogrammet, ble tegnet på en strimmel i Tyskland i 1924.

Og fortsatt er EEG et nyttig verktøy for nevropsykologen Løvstad og andre hjerneforskere.

- EEG gir færre detaljer enn fMRI, men til gjengjeld registreres endringer lynraskt, forklarer hun.

Kaptein og utkikk

Løvstad har brukt EEG til å få svar på spørsmålet: Hva skjer i frontallappene når de er skadet? Og da er det ikke bare den overordnede styringen som svikter.

Kapteinen på hjerneskuta er nemlig ikke bare kaptein. Han er også utkikken.

Hjerneskuta stamper mot nye bråttsjøer av sanseinntrykk hele tida. Skulle alle treffe med full kraft, ville vi oversvømmes og synke ned i full forvirring.

Derfor er det viktig at hjernen holder utkikk, og styrer oppmerksomheten mot de sanseinntrykkene som virkelig betyr noe for oss, for eksempel slikt som kan være farlig.

”Novelties”

- Evolusjonen har lært oss å stusse over det som er nytt og uventet. Gjør vi ikke det, kan vi risikere å overhøre raslingen i gresset av et rovdyr på lur, sier Løvstad.

I EEG-eksperimentet kalles slike uventede lyder for ”novelties” – nye lyder. Forsøkspersonene får innimellom en strøm av like pipetoner høre noen få slike ”novelties”.

Forsøkene er ganske skånsomt utformet. De gir ikke høy sjøgang i sansene for skadede hjerner. Målet er at både friske og skadede hjerner skal klare oppgaven. Forskjellen ligger i EEG-kurvene.

- På kurvene fra friske hjerner gir ”novelties” et tydelig utslag over de fremre delene av hjernen etter bare et par tiendels sekunder. På hjerner med skader i frontallappene er utslaget svakere eller helt borte, sier Løvstad.


EEG fra frontallappene i hjernen etter en ”novelty”-lyd ved tid=0 på vannrett akse. Den svarte kurven viser normal ”novelty”-respons rundt 300-400 millisekunder, mens den røde og blå kurven er respons fra en hjerne med skade to forskjellige steder i frontallappene.

Tøffere i virkeligheten

I den kaotiske virkeligheten er forholdene tøffere enn i testen. Der slår sansesjøene hardt imot hele tiden.

- Pasienter med skader i frontallappene har problemer med å styre oppmerksomheten, å skille viktig fra uviktig, sier Løvstad.

- Du kan tenke deg at hvis det falt en bok i gulvet, så ville vi reagert med en gang. Det ville gjerne ikke en som hadde skader i frontallappen, eksemplifiserer hun.

Det fører til at når slike pasienter går fra sykehusets ganske velordnede, trygge omgivelser og tilbake til den mangslungne hverdagen, begynner de virkelige problemene.

Kan bli misforstått

Dette vet Marianne Løvstad av egen erfaring. Hun arbeider nemlig på Sunnaas sykehus utenfor Oslo, der mange av disse pasientene får rehabilitering.

- Utfordringen er at pasientene kan gå rett gjennom en bred nevropsykologisk utredning på sykehuset med normale resultater, og likevel ikke fungere når de kommer hjem, sier hun.

- Det gjør at de kan bli misforstått. De har normal intelligens, men de har problemer med å bruke intelligensen i krevende og ustrukturerte  hverdagssituasjoner, fortsetter hun.

Bedre rehabilitering


Anne-Kristin Solbakk.

Disse problemene er særegne for pasienter med så avgrensede hjerneskader som den gruppen Marianne Løvstad, Anne-Kristin Solbakk og kollegene deres arbeider med.

- Vi håper at EEG på sikt kan bidra til mer treffsikre beskrivelser, og dermed bedre tilpasset rehabilitering enn de nevropsykologiske testene som har vært brukt fram til nå, sier Solbakk.

- På denne måten kan vi tilby vurderinger av pasientene som er sikrere teoretisk fundert enn tidligere. Vi håper også at vi på sikt kan måle hvordan behandlingen virker mer presist ut fra hjernefunksjonen, sier Løvstad. 

Vedlegg: hjernen

Noen dager etter vårt besøk på Rikshospitalet, får min kollega Per Byhring en e-post. Den har hjernen hans som vedlegg.

Avbildet i minste detalj kan den digitale modellen snurres og skrelles i tre dimensjoner. Nå skal denne hjernen tas i bruk for å lage videoen, i dobbelt forstand.

Hjernen til min kollega skal ved hjelp av avansert programvare lage de animasjonene som du kan se i videoen som følger denne artikkelen.

3D-modellen gjenskapt i nettversjon. Dra musa over for å rotere! (Bilde: Per Byhring, forskning.no / Intervensjonssenteret, Oslo Universitetssykehus, Rikshospitalet.)

Den tredimensjonale hjernemodellen i vedlegget skal også brukes som grafisk element i videoen her på forskning.no.

Men hva tenker egentlig min kollega om det han har opplevd, og det han har produsert? Ja, se det vises ikke, verken på fMRI-bildet eller EEG-kurvene. Men kanskje en gang i framtida …

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.