Cauza misterioasa a balbaielii din creier

Cauza misterioasa a balbaielii din creier

Dupa secole de neintelegere, cercetarile leaga in cele din urma tulburarea de vorbire care afecteaza milioane de oameni din intreaga lume de anumite gene si modificari ale creierului – iar noi tratamente ar putea fi la orizont.

G

Gerald Maguire a balbait inca din copilarie, dar s-ar putea sa nu ghiciti vorbind cu el. In ultimii 25 de ani, Maguire – psihiatru la Universitatea din California, Riverside – isi trateaza tulburarea cu medicamente antipsihotice neacceptate oficial pentru aceasta afectiune. Numai cu o atentie atenta ati putea discerne poticnirea lui ocazionala pe cuvinte multisilabice precum „statistic” si „farmaceutic”.

Maguire are o multime de companii – peste 70 de milioane de oameni din intreaga lume, inclusiv aproximativ trei milioane de americani, se balbaie. Adica, au dificultati la inceperea si sincronizarea vorbirii, rezultand intreruperi si repetari. Acest numar include aproximativ 5% dintre copii, dintre care multi depasesc afectiunea si 1% dintre adulti. Numarul lor include candidatul la presedintie Joe Biden, actorul James Earl Jones si actrita Emily Blunt. Desi acei oameni si multi altii, inclusiv Maguire, au obtinut succes in cariera, balbaiala poate contribui la anxietatea sociala si poate atrage ridicolul sau discriminarea de catre altii.

Maguire trateaza de zeci de ani oamenii care se balbaie si cerceteaza potentiale tratamente. El primeste zilnic e-mailuri de la oameni care doresc sa incerce medicamente, sa se alature proceselor sale sau chiar sa-si doneze creierul la universitatea sa cand mor. Acum incepe un studiu clinic al unui nou medicament, ecopipam, care simplifica vorbirea si imbunatateste calitatea vietii intr-un mic studiu pilot din 2019.

S-ar putea sa-ti placa si:

  • Femeia a carei tumora a facut religia ei mortala
  • Cum ar putea afecta bacteriile din interiorul dumneavoastra sanatatea mintala
  • Cum luminile intermitente ar putea trata boala Alzheimer

Intre timp, altii aprofundeaza cauzele profunde ale balbaielii, care ar putea indica si tratamente noi. In trecut, multi terapeuti au atribuit in mod eronat balbismul mai multor cauze, cum ar fi defecte ale limbii si ale casetei vocale, anxietate, traume sau chiar parinti slabi – si unii inca o fac. Totusi, potrivit lui J. Scott Yaruss, un patolog al limbajului vorbirii la Universitatea de Stat din Michigan din East Lansing, altii au suspectat de multa vreme ca problemele neurologice ar putea sta la baza balbaielii. Primele date care sustin acea presimtire au venit in 1991, spune el, cand cercetatorii au raportat modificarea fluxului de sange in creierul persoanelor care se balbaiau. In ultimele doua decenii, cercetarile continue au facut mai evident faptul ca balbaiala este tot in creier.

Array

Actrita Emily Blunt a vorbit public despre depasirea propriei balbai si despre modul in care aceasta a ajutat-o ​​in cariera de actorie (credit: Disney)

„Suntem in mijlocul unei explozii absolute de cunostinte dezvoltate despre balbaiala”, spune Yaruss.

Totusi, mai sunt multe de aflat. Neurologii au observat diferente subtile in creierul persoanelor care balbaie, dar nu pot fi siguri daca aceste diferente sunt cauza sau rezultatul afectiunii. Geneticienii identifica variatii ale anumitor gene care predispun o persoana la balbaiala, dar genele in sine sunt nedumeritoare: abia recent au devenit evidente legaturile lor cu anatomia creierului.

Intre timp, Maguire urmareste tratamente bazate pe dopamina, un mesager chimic din creier care ajuta la reglarea emotiilor si miscarii (miscari musculare precise, desigur, sunt necesare pentru o vorbire inteligibila). Oamenii de stiinta incep doar sa impleteasca aceste fire disparate, chiar in timp ce continua testarea timpurie a tratamentelor bazate pe descoperirile lor.

Circuite incetinite

Privind la o scanare standard a creierului cuiva care se balbaie, un radiolog nu va observa nimic in neregula. Abia atunci cand expertii privesc cu atentie, cu o tehnologie specializata care arata structura si activitatea aprofundata a creierului in timpul vorbirii, apar diferente subtile intre grupurile care fac si nu balbaie.

Problema nu se limiteaza la o parte a creierului. Mai degraba, este vorba de conexiuni intre diferite parti, potrivit patologului vorbitor de limba si neurologului Soo-Eun Chang de la Universitatea Michigan din Ann Arbor. De exemplu, in emisfera stanga a creierului, persoanele care balbaie adesea par sa aiba legaturi usor mai slabe intre zonele responsabile de auz si pentru miscarile care genereaza vorbirea. Chang a observat, de asemenea, diferente structurale in corpul calos, marele pachet de fibre nervoase care leaga emisferele stanga si dreapta ale creierului.

Aceste descoperiri sugereaza ca balbaiala ar putea rezulta din usoare intarzieri in comunicarea dintre partile creierului. Vorbirea, sugereaza Chang, ar fi deosebit de susceptibila la astfel de intarzieri, deoarece trebuie coordonata cu viteza fulgerului.

Chang a incercat sa inteleaga de ce aproximativ 80% dintre copiii care balbaie cresc si au modele normale de vorbire, in timp ce ceilalti 20% continua sa se balbaie pana la maturitate. Balbaia incepe de obicei atunci cand copiii incep sa insire cuvintele in propozitii simple, in jurul varstei de doi ani. Chang studiaza copiii timp de pana la patru ani, incepand cat mai devreme posibil, cautand modele schimbatoare in scanarile cerebrale.

Nu este o isprava usoara sa convingi astfel de copii mici sa stea nemiscati intr-o masina gigantica, puternica, care creeaza imagini.

Echipa a infrumusetat scanerul cu decoratiuni care ascund toate partile infricosatoare. „Pare o aventura oceanica”, spune Chang.

La copiii care isi pierd balbaiala, echipa lui Chang a observat ca legaturile dintre zonele implicate in auz si cele implicate in miscarile vorbirii devin mai puternice in timp. Dar asta nu se intampla la copiii care continua sa se balbaie.

Intr-un alt studiu, grupul lui Chang a analizat modul in care diferitele parti ale creierului functioneaza simultan sau nu, folosind fluxul de sange ca proxy pentru activitate. Ei au gasit o legatura intre balbaiala si un circuit al creierului numit retea de mod implicit, care are roluri in rumegarea activitatilor trecute sau viitoare ale cuiva, precum si a visarii cu ochii deschisi. La copiii care se balbaie, reteaua de mod implicit pare sa se insereze – ca o a treia persoana care intra intr-o intalnire romantica – in conversatia dintre retelele responsabile pentru concentrarea atentiei si crearea miscarilor. Aceasta ar putea, de asemenea, incetini productia de vorbire, spune ea. 

Aceste modificari ale dezvoltarii sau structurii creierului ar putea fi inradacinate in genele unei persoane, dar o intelegere a acestei parti a problemei a necesitat, de asemenea, timp pentru a se maturiza.

Totul in familie

La inceputul anului 2001, geneticianul Dennis Drayna a primit un e-mail surprinzator: „Sunt din Camerun, Africa de Vest. Tatal meu era sef. A avut trei sotii si eu am 21 de frati plini si jumatate. Aproape toti ne balbaim ”, isi aminteste Drayna spunand. „Crezi ca ar putea exista ceva genetic in familia mea?”

Drayna, care a lucrat la Institutul National pentru surditate si alte tulburari de comunicare, avea deja un interes indelungat pentru mostenirea balbaielii. Unchiul si fratele sau mai mare s-au balbait, iar fiii sai gemeni au facut acest lucru in copilarie. Dar el a fost reticent in a face o calatorie transatlantica bazata pe un e-mail si a precizat ca abilitatile sale clinice nu depindeau de analiza simptomelor familiei. El a mentionat e-mailul catre actualul director al Institutelor Nationale de Sanatate, Francis Collins (care la acea vreme era directorul Institutului National de Cercetare a Genomului Uman), care l-a incurajat sa il verifice, asa ca a rezervat un bilet in Africa. De asemenea, el a calatorit in Pakistan, unde casatoria dintre veri poate dezvalui variante genetice legate de tulburari genetice la orice copil rezultat.

Chiar si cu acele familii, gasirea genelor a mers lent. Balbaiala nu este mostenita in modele simple, cum ar fi grupele de sange sau pistruii. Dar, in cele din urma, echipa lui Drayna a identificat mutatii in patru gene –  GNPTAB , GNPTG si  NAGPA din studiile din Pakistan si  AP4E1  din clanul din Camerun  – pe  care le estimeaza ca ar putea sta la baza unuia din cinci cazuri de balbaiala.

In mod ciudat, niciuna dintre genele identificate de Drayna nu are o legatura evidenta cu vorbirea. Mai degraba, toti sunt implicati in trimiterea materialelor celulare in compartimentul de reciclare a deseurilor numit lizozom. A fost nevoie de mai multa munca pana cand echipa lui Drayna a legat genele de activitatea creierului.

Au inceput prin inginerie de soareci, astfel incat versiunea lor de GNPTAB sa aiba aceeasi mutatie pe care o observasera la oameni, pentru a vedea daca le-a afectat vocatiile .  Soarecii pot fi destul de vorbareti, dar o mare parte din conversatia lor are loc intr-o gama cu ultrasunete pe care oamenii nu o pot auzi. Inregistrand apelurile cu ultrasunete ale puilor, echipa a observat modele similare cu balbaiala umana. „Au toate aceste lacune si pauze in trenul lor de vocalizari”, spune Drayna, care a co-scris o imagine de ansamblu a acestei cercetari genetice. 

Regelui George al VI-lea i-a fost greu sa tina discursuri publice din cauza balbaiului sau si a fost supus terapiei cu vorbire (Credit: BBC)

Totusi, echipa s-a straduit sa depisteze orice defect clar in creierul animalelor – pana cand un cercetator hotarat a constatat ca in corpul calos erau mai putine celule numite astrocite. Astrocitele fac munci importante care sunt esentiale pentru activitatea nervilor: furnizarea nervilor cu combustibil, de exemplu, si colectarea deseurilor. Poate, spune Drayna, populatia limitata de astrocite incetineste comunicarea intre emisferele creierului cu un pic si se observa doar in vorbire.

Cercetatorii au creat soareci cu o mutatie a unei gene care, la oameni, este legata de balbaiala. Soarecii mutanti au vociferat intrerupt, cu pauze mai lungi intre silabe, similar cu ceea ce se vede in balbaiala umana.

Cercetarile lui Drayna au primit recenzii mixte. „A fost cu adevarat o lucrare de pionierat in domeniu”, spune Angela Morgan, logopeda la Universitatea din Melbourne si Murdoch Children’s Research Institute din Australia. Pe de alta parte, Maguire s-a indoit de mult ca mutatiile genelor atat de importante, utilizate in aproape toate celulele, ar putea provoca defecte numai in corpul calos si numai in vorbire. De asemenea, ii este greu sa compare scartaitul soarecelui cu vorbirea umana. „Este un pic cam intins”, spune el.

Oamenii de stiinta sunt siguri ca exista mai multe gene balbaite de gasit. Drayna s-a retras, dar Morgan si colaboratorii initiaza un studiu la scara larga in speranta de a identifica contribuabili genetici suplimentari la peste 10.000 de persoane.

Conexiunea dopaminei

Maguire a abordat balbismul dintr-un unghi foarte diferit: investigarea rolului dopaminei, o molecula cheie de semnalizare in creier. Dopamina poate creste sau descreste activitatea neuronilor, in functie de localizarea creierului si de receptorii nervosi la care se lipesc. Exista cinci receptori de dopamina diferiti (numiti D1, D2 si asa mai departe) care preiau semnalul si raspund.

In anii 1990, Maguire si colegii au fost printre primii care au folosit un anumit tip de scanare cerebrala, tomografie cu emisie de pozitroni, la persoanele care se balbaie. Au descoperit prea  multa activitate dopaminica in creierul acestor oameni. Dopamina suplimentara pare sa inabuse activitatea unor regiuni ale creierului pe care Chang si altii le-au legat de balbaiala.

Sprijinind conexiunea dopaminica, alti cercetatori au raportat in 2009 ca persoanele cu o anumita versiune a genei receptorului D2, una care imbunatateste indirect activitatea dopaminei, sunt mai predispuse sa se balbaie.

Deci Maguire s-a intrebat: blocarea dopaminei ar putea fi raspunsul? Convenabil, multe medicamente antipsihotice fac exact asta. De-a lungul anilor, Maguire a efectuat studii clinice mici si de succes cu aceste medicamente, inclusiv risperidona, olanzapina si lurasidona. Rezultatul: „Balbaiala ta nu va disparea complet, dar o putem trata”, spune el.

Corpul calos – arcada portocalie de sub creierul pliat – faciliteaza comunicarea intre emisferele creierului (Credit: Science Photo Library)

Niciunul dintre aceste medicamente nu este aprobat de catre Administratia SUA pentru Alimente si Medicamente si poate provoca reactii adverse neplacute, cum ar fi cresterea in greutate, rigiditatea musculara si afectarea miscarii. In parte, acest lucru se datoreaza faptului ca actioneaza asupra versiunii D2 a receptorului de dopamina. Noul medicament al lui Maguire, ecopipam, functioneaza pe versiunea D1, despre care se asteapta ca va diminua unele efecte secundare – desi va trebui sa aiba grija de altele, cum ar fi pierderea in greutate si depresia.

Intr-un mic studiu realizat pe 10 voluntari adulti, Maguire, Yaruss si colegii au constatat ca persoanele care au luat ecopipam se balbaie mai putin decat au facut pre-tratament. Scorurile de calitate a vietii, legate de sentimente precum neputinta sau acceptarea balbaielii lor, s-au imbunatatit si pentru unii participanti.

Ecopipamul nu este singurul tratament luat in considerare. Inapoi in Michigan, Chang spera ca stimularea anumitor parti ale creierului in timpul vorbirii ar putea imbunatati fluenta. Echipa foloseste electrozi pe scalp pentru a stimula usor un segment al zonei auditive, urmarind sa consolideze conexiunile dintre acel punct si cel care gestioneaza miscarile vorbirii. (Acest lucru provoaca o scurta senzatie de gadilare inainte de disparitie, spune Chang.) Cercetatorii stimuleaza creierul in timp ce persoana este supusa terapiei traditionale cu vorbirea, sperand sa sporeasca efectele terapiei. Din cauza pandemiei Covid-19, echipa a trebuit sa opreasca studiul cu 24 de subiecti dintr-un 50 planificat. Ei analizeaza datele acum.

Unind punctele

Dopamina, eliminarea deseurilor celulare, conectivitatea neuronala – cum se potrivesc? Chang remarca faptul ca unul dintre circuitele creierului implicate in balbaiala include doua zone care produc si utilizeaza dopamina, ceea ce ar putea explica de ce dopamina este importanta in aceasta tulburare.

Actorul Colin Firth l-a interpretat pe regele George al VI-lea in timp ce incerca sa-si controleze balbaitul pentru prima sa difuzare in razboi dupa inceperea celui de-al doilea razboi mondial (credit: Alamy)

Ea spera ca neuroimagistica poate uni diferitele idei. Ca o prima injunghiere, ea si colaboratorii au comparat zonele problematice identificate de scanarile creierului ei cu hartile unde diferite gene sunt active in creier. Ea a vazut ca doua dintre genele DraynaGNPTG  si  NAGPA , erau active la niveluri ridicate in reteaua de vorbire si auz in creierul non-balbaiilor. Asta sugereaza ca aceste gene sunt cu adevarat necesare in aceste zone, consolidand ipoteza lui Drayna ca defectele genelor ar interfera cu vorbirea.

Echipa a observat, de asemenea, ceva nou: genele implicate in procesarea energiei erau active in zonele vorbirii si auzului. Exista o crestere mare a activitatii creierului in anii prescolari, cand talbaia tinde sa inceapa, spune Chang. Poate, sugereaza ea, acele regiuni de procesare a vorbirii nu primesc toata energia de care au nevoie intr-un moment in care intr-adevar au nevoie sa mearga la putere maxima. Avand in vedere acest lucru, ea intentioneaza sa caute mutatii in acele gene de control al energiei la copiii care se balbaie. „Exista, evident, o multime de puncte care trebuie conectate”, spune ea.

Maguire conecteaza, de asemenea, puncte. El spune ca lucreaza la o teorie pentru a-si uni munca cu descoperirile genetice ale lui Drayna. Intre timp, dupa ce s-a luptat prin interviuri cu scoala medicala si a ales o cariera in terapia de vorbire, in ciuda dificultatilor sale de vorbire, este plin de speranta in privinta ecopipamului. Alaturi de colegi, el incepe un nou studiu care va compara 34 de persoane pe ecopipam cu 34 de pe un medicament placebo. Daca acest tratament devine vreodata parte a setului standard de instrumente pentru balbait, el va fi realizat un vis de-a lungul vietii.

Acest articol  a aparut initial  in revista Knowable si este republicat sub o licenta Creative Commons.

Alaturati-va unui milion de fani Viitor placandu-ne pe  Facebook sau urmati-ne pe  Twitter  sau  Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste,  inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Lista esentiala”. O selectie selectata de povesti de la  BBC FutureCultureWorklife si  Travel , livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.