Το κεφάλαιο αυτό περιέχει μία συνοπτική περιγραφή του πεδίου της λειτουργικής νευροχειρουργικής καθώς και συναφών πεδίων και τεχνικών που περιγράφονται στη βιβλιογραφία με διάφορους όρους, όπως χειρουργική νευροτροποίηση, ηλεκτρική διέγερση εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού, λειτουργική νευροπροσθετική, στερεοτακτική νευροχειρουργική, κ.α.. Το πεδίο αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία καθόσον κυριαρχείται απο την αξιοποίηση της ηλεκτρικής διέγερσης (ή επεμβατικής ηλεκτροθεραπείας) η οποία σταδιακά αναδεικνύεται ως μία θεραπευτική μέθοδος που τοπoθετείται ανάμεσα στην φαρμακοθεραπεία και την παραδοσιακή χειρουργική

α. Η σχέση της Λειτουργικής Νευροχειρουργικής με την Γενική Νευροχειρουργική

H Λειτουργική Νευροχειρουργική είναι κλάδος της γενικής νευροχειρουργικής. Είναι χειρουργική τεχνογνωσία που κάνει εφικτή την θεραπεία σοβαρών νευρολογικών παθήσεων, βαρείας μορφής, σε ασθενείς των οποίων τα συμπτώματα δεν βελτιώνονται με φαρμακευτικές θεραπείες, και γενικώς χαρακτηρίζονται ως φαρμακοανθεκτικώς ανίατες περιπτώσεις.

Τα όρια του πεδίου της λειτουργικής νευροχειρουργικής γίνεται καλύτερα αντιληπτά, εαν κατανοήσουμε ότι η σύγχρονη Γενική Νευροχειρουργική διαχωρίζεται σε δύο μεγάλες κατηγορίες:

  1. την Δομική Νευροχειρουργική (Structural Neurosurgery) που είναι “χειρουργική δομών”, δηλ. χρησιμοποιεί γνώσεις και τεχνικές για να επιτύχει την αφαίρεση δομικών βλαβών του εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού όπως είναι τα αιματώματα, οι όγκοι, τα ανευρύσματα, οι παθήσεις σπονδυλικής στήλης, κ.α. που ασκούν πιεστικά φαινόμενα στον νευρικό ιστό και προκαλούν βαρέα νευρολογικά συμπτώματα στον ασθενή, και
  2. την Λειτουργική Νευροχειρουργική (Functional Neurosurgery) που είναι “χειρουργική δικτύων”, δηλ. χρησιμοποιεί γνώσεις και τεχνικές για να επιτύχει την λειτουργική βελτίωση νευρωνικών δικτύων του εγκεφάλου ή του νωτιαίου μυελού, τα οποία έχουν απορυθμισθεί, δυσλειτουργούν και προκαλούν βαρέα νευρολογικά συμπτώματα στον ασθενή.

β. Σκοπός και μέθοδοι της Λειτουργικής Νευροχειρουργικής

Η Λειτουργική Νευροχειρουργική στοχεύει στον τερματισμό ή την σημαντική βελτίωση των βαρέων συμπτωμάτων συγκεκριμμένων παθήσεων του νευρικού συστήματος, στην ουσιαστική βελτίωση της ποιότητας ζωής των ασθενών και στην επανένταξη τους ως ενεργών μελών στην κοινωνικοοικονομική δραστηριότητα.

Προκειμένου να επιτύχει τα θεραπευτικά αποτελέσματα της, η Λειτουργική Νευροχειρουργική επιχειρεί την διορθωτική τροποποίηση απορυθμισθέντων και δυσλειτουργούντων νευρωνικών δικτύων με τις παρακάτω κύριες επεμβατικές τεχνικές:

  1. εμφύτευση ηλεκτρονικών συσκευών στο εγκεφαλικό παρέγχυμα ή στους περιβάλλοντες ιστούς του εγκεφάλου, του νωτιαίου μυελού και των περιφερικών νεύρων, οι οποίες που βελτιώνουν την ηλεκτρική μεταβίβαση των σημάτων μέσα στο νευρικό σύστημα,
  2. εμφύτευση συσκευών έγχυσης φαρμάκων στο περιβάλλον υγρό του κεντρικού νευρικού συστήματος που βελτιώνουν την χημική μεταβίβαση των σημάτων μέσα στο νευρικό σύστημα,
  3. πρόκληση εκλεκτικών μικροδιατομών σε κομβικούς πυρήνες των εγκεφαλικών δικτύων,
  4. αφαίρεση δυσλειτουργούντων περιοχών του εγκεφαλικού παρεγχύματος,
  5. αποσυμπίεση εγκεφαλικών νεύρων.

Η ορθή εφαρμογή των παραπάνω μεθόδων Λειτουργικής Νευροχειρουργικής μπορεί να γίνει μόνο σε αναγνωρισμένα κέντρα που διαθέτουν τις παρακάτω απαιτούμενες βασικές οργανωτικές υποδομές :

  1. πολυκλαδική ομάδα επιστημόνων, νοσηλευτών και τεχνικών, ειδικευμένων στο πεδίο της λειτουργικής νευροχειρουργικής,
  2. εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας, και
  3. καθορισμένα πρωτόκολλα εφαρμογής των θεραπειών, σύμφωνα με την διεθνή πρακτική.

Τα εντυπωσιακά θεραπευτικά επιτεύγματα της λειτουργικής νευροχειρουργικής βασίσθηκαν κυρίως σε μεγάλες προόδους σε δύο τεχνολογικούς τομείς:

  1. συστήματα στόχευσης των εγκεφαλικών δομών, τα οποία διαθέτουν στερεοτακτική ακρίβεια στόχευσης (της τάξεως του δεκάτου του χιλιοστού), με τα οποία χειρουργούμε με μεγάλη ασφάλεια, και
  2. μεθόδους που επιτρέπουν - κατα τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης – να ανιχνεύουμε και να παρακολούθούμε αδιάλλειπτα τις μεταβολές της λειτουργίας του εγκεφάλου και να κάνουμε τις δέουσες διορθωτικές αλλαγές μετατροπές κατά την επιτέλεση της χειρουργικής πράξης.

Οι μέθοδοι και τεχνικές αυτές αναπτύχθηκαν εφαρμόσθηκαν και καθιερώθηκαν για πρώτη φορά, στην λειτουργική νευροχειρουργική και αναπτύσσονται λίγο εκτενέστερα παρακάτω και σε επιμέρους ειδικά κεφάλαια. Τα τελευταία πρόσφατα έτη, οι τεχνικές αυτές, εισάγονται προοδευτικά, σε πιο απλές εφαρμογές τους, στην γενική νευροχειρουργική προκειμένου να εξασφαλίσουμε και σε αυτό το πεδίο, την μεγαλύτερη δυνατή χειρουργική ακρίβεια και την καλύτερη προστασία του εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού.

γ. Στερεοτακτική Νευροχειρουργική

Προκειμένου να χειρουργήσουμε με ακρίβεια ένα δίκτυο ή ένα κόμβο δικτύου μέσα στον εγκέφαλο, χρειαζόμαστε συστήματα στόχευσης μεγάλης ακρίβειας που μας παρέχει η τεχνολογία της Ψηφιακής Στερεοτακτικής Νευροχειρουργικής. Η «στερεο-τακτική» ή «στερεο-μετρική» μέθοδος συνίσταται στο εξής: Πάνω στο κρανίο, τοποθετούμε ένα μεταλλικό πλαίσιο (Εικόνα 1). Αυτό διαμορφώνει γύρω από το κρανίο και τον εγκέφαλο ένα στερεομετρικό περιβάλλον, μέσα στο οποίο κάθε σημείο του εγκεφάλου αποκτά μαθηματικές συντεταγμένες, σε άξονες χ, y, ζ. Απο την στιγμή που κάθε σημείο του εγκεφάλου, αποκτά συντεταγμένες και προσδιορίζεται με μαθηματικά ψηφία, μπορούμε να πραγματοποιούμε χειρουργική στόχευση και χειρισμούς ακριβείας με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών. Μπορούμε δηλ. μετά απο επεξεργασία δεδομένων απο τον υπολογιστή να κατευθύνουμε, με ακρίβεια της τάξεως του δεκάτου του χιλιοστού, ένα χειρουργικο εργαλείο ή ηλεκτρόδιο στο σημείο του εγκεφάλου το οποίο είναι ο στόχος της επέμβασης.

Προκειμένου να γίνονται αυτές οι επεμβάσεις με την υψηλότερη δυνατή ακρίβεια, γίνεται διασταύρωση του σχεδιασμού της επέμβασης με πολλαπλά συστήματα ελέγχου, ώστε οποιοδήποτε σφάλμα του ενός συστήματος να εντοπισθεί απο τα άλλα συστήματα και η χειρουργική παρέμβαση να γίνει με την μεγαλύτερη δυνατή ασφάλεια και αποτελεσματικότητα.

δ. Διεγχειρητική Νευροπαρακολούθηση

Η διεγχειρητική νευροπαρακολούθηση περιλαμβανει μεθόδους που μας επιτρέπουν να τοποθετούμε ηλεκτρόδια διέγερσης ή καταγραφής στον εγκέφαλο, τον νωτιαίο μυελό ή τα περιφερικά νεύρα, και να ανιχνεύουμε και παρακολούθούμε αδιαλειπτα - κατα τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης – τις ηλεκτρικές μεταβολές της λειτουργίας του εγκεφάλου, σε περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού, σε πυρήνες που εντοπίζονται σε βαθεία θέση στον εγκέφαλο, ακόμη και απο μικρές ομάδες κυττάρων. Είναι σαν να κάνουμε ηλεκτροεγκεφαλογράφημα αλλά πολύ πιο εξειδικευμένο με τα ηλεκτρόδια να ευρίσκονται μέσα στο κρανίο και να λαμβάνουν πολύ εντοπισμένα ηλεκτρικά δυναμικά. Τα δεδομένα που λαμβάνουμε με αυτή την τεχνογνωσία μας βοηθούν να αποτρέψουμε μια ενδεχόμενη βλάβη του νευρικού ιστού και να πραγματοποιήσουμε την επέμβαση με την μεγάλη ασφάλεια και με πολύ μειωμένο κίνδυνο τραυματισμού του εγκεφάλου.

ε. Λειτουργική Νευροχειρουργική και Χειρουργική Νευροτροποποίηση

Ενας συναφής όρος της λειτουργικής νευροχειρουργικής είναι η χειρουργική νευροτροποποίηση (operative neuromodulation). Η μεθοδολογία της βασίζεται στην παραδοχή ότι κάθε οργανισμός διαθέτει μηχανισμούς αυτορύθμισης που του επιτρέπουν να έχει κατάλληλα προσαρμοσμένες αντιδράσεις και απαντήσεις στις προκλήσεις του εσωτερικού ή εξωτερικού περιβάλλοντος. Οι μηχανισμοί αυτορύθμισης περιλαμβάνουν σχηματικά τα εξής κύρια στοιχεία:

  1. βασικά νευρικά δικτύα τα οποία επιτελούν αδιάλλειπτα τις κρίσιμες λειτουργίες, και
  2. τροποποιητικά νευρικά δίκτυα τα οποία ασκούν προσαρμοστικές παρεμβάσεις στα βασικά δίκτυα, προκειμένου να παράγονται περισσότερο στοχευμένες, εξειδικευμένες και αποτελεσματικές αντιδράσεις στις προκλήσεις που δέχεται διαρκώς κάθε οργανισμός.

Εαν ενας μηχανισμός αυτορύθμισης απορυθμισθεί για οποιοδήποτε λόγο, δηλ. παύσει να λειτουργεί φυσιολογικά, τότε, ως συνέπεια, ακολουθεί δυσλειτουργία (υπερ-λειτουργία ή υπο-λειτουργία), σε μέρος των νευρικών δικτύων των λειτουργικών συστημάτων, και αυτό προκαλεί τα συμπτώματα του ασθενούς.

Στην φύση, οι βιολογικές διαδικασίες της νευροτροποποίησης είναι πολύ διαδεδομένες, και μελετώνται απο τίς επιστήμες της νευροφυσιολογίας και νευροβιολογίας αλλά και απο επιστήμες της πληροφορικής, υπό τον όρο computational neuromodulation. Στο χώρο της ιατρικής, ό όρος χειρουργική νευροτροποποίηση χρησιμοποιείται για να περιγράψει πράξεις τροποποίησης που ασκεί ο νευροχειρουργός. Αυτό το επιτυγχάνουμε με χειρουργική εμφύτευση στο νευρικό σύστημα ειδικών συσκευών που τροποποιούν βελτιωτικά την χημική ή ηλεκτρική μεταβίβαση νευρικών σημάτων (νευρομεταβίβαση), ώστε να επέλθει επαναρύθμιση, βελτιωμένη λειτουργία του απορυθμισθέντος συστήματος, καλύτερη νευρολογική και σωματική λειτουργία του ασθενούς και απαλλαγή απο το πρόβλημα του.

Καθώς εξελισσεται σταδιακά η κατανόηση της λειτουργίας των νευρωνικών συστημάτων του εγκεφάλου, διαμορφώνονται νέα πεδία νευροχειρουργικής όπως αυτά της Λειτουργικής Νευροπροσθετικής και της Χειρουργικής Νευρωνικών Δικτύων. Ο νευροχειρουργός, που κατέχει τέτοιες εξειδικεύσεις, επεμβαίνει για να επαναφέρει την απωλεσθείσα φυσιολογική αυτορύθμιση και ένα κανονικό επίπεδο λειτουργίας. Αυτο βεβαίως δεν είναι πάντοτε εφικτό, διότι ο εγκέφαλος διαθέτει τρισεκατομμύρια δίκτυα, τα οποία δεν έχουμε κατανοήσει επαρκώς. Εχουμε όμως κατανοήσει την λειτουργία ενός σημαντικού αριθμού δικτύων. Σε εκείνες λοιπόν τις παθήσεις, στις οποίες γνωρίζουμε ποιό δίκτυο δυσλειτουργεί, μπορούμε να παρέμβουμε με μεθόδους λειτουργικής νευροχειρουργικής ή νευροτροποποίησης και τα θεραπευτικά αποτελέσματα συχνά είναι όχι μόνο πολύ επωφελή για τον ασθενή αλλά σε πολλές περιπτώσεις θεαματικά.

στ. Σύνοψη

Συμπερασματικά, με τον όρο «λειτουργική νευροχειρουργική» περιγράφουμε χειρουργικές τεχνικές υψηλής τεχνολογίας που χρησιμοποιούνται προκειμένου α) να ανιχνεύσουμε απορυθμισθέντα νευρικά δίκτυα και β) να βελτιώσουμε την λειτουργία τους εμφυτεύοντας ειδικές συσκευές ηλεκτρικής βηματοδότησης, νευροδιέγερσης ή αντλίες χορήγησης φαρμάκων - και έτσι να θεραπεύσουμε δυσλειτουργίες του εγκεφάλου ή νωτιαίου μυελού και να επιτύχουμε τον τερματισμό ή την υποχώρηση βαρέων νευρολογικών συμπτωμάτων.

Επιπλέον, η τεχνογνωσία που αναπτύχθηκε, τα τελευταία 20 χρόνια, στο πεδίο της λειτουργικής νευροχειρουργικής, έχει αρχίσει πρόσφατα να καθιερώνεται στην δομική νευροχειρουργική προκειμένου να επιτύχουμε καλύτερη στόχευση και προστασία του εγκεφαλου και νωτιαίου μυελού κατά την χειρουργική αντιμετώπιση δομικών βλαβών, όπως τα νεοπλάσματα, οι αγγειακές βλάβες ή οι παθήσεις σπονδυλικής στήλης.