Muziek is niet alleen een belangrijk onderdeel van het leven van Dan Fabbio, als muziekleraar is het zijn levensonderhoud. Dus toen artsen een tumor ontdekten die zich bevond in het deel van zijn hersenen dat verantwoordelijk was voor de muziekfunctie, begon hij aan een lange reis met een team van artsen, wetenschappers en een muziekprofessor en speelde saxofoon terwijl chirurgen hun werk deden met zijn hersenen.
Muziekleraar wordt duizelig en misselijk
Fabbio's geval is het onderwerp van een studie dat een nieuw licht werpt op hoe muziek wordt verwerkt in de hersenen. In het voorjaar van 2015 diende Fabbio als vervangend muziekleraar op een school in New Hartford, New York. Hij zat in een klein kantoor op de school, toen hij plotseling dingen zag en hoorde waarvan hij wist dat ze niet echt waren. Hij werd duizelig en misselijk en ging later die dag naar het ziekenhuis. Nadat ze een CAT-scan hadden gedaan, gingen de artsen met Fabbio zitten en vertelden hem dat ze hersentumoren gevonden hadden in zijn hoofd. Het goede nieuws was dat de tumor goedaardig leek te zijn, in feite was hij waarschijnlijk langzaam gegroeid sinds zijn jeugd, en bevond hij zich in een deel van de hersenen dat voor chirurgen relatief gemakkelijk toegankelijk was. Het slechte nieuws was dat het zich in een regio bevond die bekend staat als belangrijk voor de muziekfunctie. Fabbio werd doorverwezen naar UR Medicine's Del Monte Institute for Neuroscience en neurochirurg Web Pilcher, MD, Ph.D.
Fabbio:
"Ik was toen 25 en ik denk niet dat er een leeftijd is waarop het oké is om dat te horen. Ik had nog nooit eerder gezondheidsproblemen gehad en het eerste waar ik naar toe ging was kanker."
Pilcher:
"Toen ik Dan voor het eerst ontmoette, liet hij zien hoe bezorgd hij was over het verlies van zijn muzikale vaardigheden, omdat dit in zijn leven het belangrijkste voor hem was. Niet alleen qua levensonderhoud, maar ook voor zijn beroep en zijn interesse in het leven. Het verwijderen van een tumor uit de hersenen kan belangrijke gevolgen hebben, afhankelijk van de locatie. Zowel de tumor zelf als de operatie om deze te verwijderen, kan het weefsel beschadigen en de communicatie tussen verschillende delen van de hersenen verstoren. Het is daarom van cruciaal belang om zoveel mogelijk te begrijpen, van elke individuele patiënt, voordat je deze in de operatiekamer brengt. We kunnen de procedure uitvoeren zonder schade toe te brengen aan delen van de hersenen die belangrijk zijn voor het leven en de functie van die persoon."
Hersenkartering programma
Het programma voor hersenkartering dat Pilcher en Mahon hebben ontwikkeld, is afgestemd op de omstandigheden van het individu. Patiënten met hersentumoren worden nu routinematig naar Mahon verwezen voordat ze hun operatie ondergaan. Mahon en zijn team onderwerpen elk individu aan een reeks tests, waaronder hersenscans die belangrijke functies identificeren, zoals motorbesturing en taalverwerking, die zich mogelijk in de nabijheid van de tumor bevinden en mogelijk worden beïnvloed door de operatie.
Mahon:
"Iedereen is op min of meer dezelfde manier georganiseerd. Maar de specifieke locatie op een fijn nerf niveau van een bepaalde functie kan soms tot een paar centimeter variëren van persoon tot persoon. En dus is het erg belangrijk om dit soort gedetailleerd onderzoek voor elke individuele patiënt uit te voeren."
Cognitieve muzikale tests
Het testen van taal en motoriek was relatief eenvoudig, maar het evalueren van het muzikale vermogen, vooral bij een getrainde muzikant, was een geheel andere onderneming. Er werden een reeks cognitieve muzikale tests ontwikkeld, die Fabbio kon uitvoeren terwijl de onderzoekers zijn hersens aftasten. Tijdens functionele MRI (fMRI) -scannen, luisterde Fabbio naar een reeks korte melodieën. Hij voerde ook taaltaken uit die hem vereisten om voorwerpen te identificeren en zinnen te herhalen. De fMRI detecteerde veranderingen in zuurstofniveaus, zodat de delen van de hersenen die tijdens de tests werden geactiveerd, hielpen om de gebieden aan te wijzen die belangrijk zijn voor muziek- en taalverwerking. Met behulp van deze informatie, produceerde het onderzoeksteam een zeer gedetailleerde driedimensionale kaart van het brein van Fabbio, met zowel de locatie van de tumor als de muziekfunctie, die zou worden gebruikt om de chirurgen in de operatiekamer te helpen.
Saxofoon spelen tijdens operatie
Het vermogen om een deuntje te verwerken en herhalen was een belangrijke maatregel, maar het team wilde ook weten of ze erin slaagden om het vermogen van Fabbio om muziek te maken konden behouden. Dus besloten ze zijn saxofoon in de operatiekamer te brengen en hem zo mogelijk tijdens de procedure te laten spelen. De uitdaging was dat Fabbio op zijn zij zou liggen, dus het zou moeilijk zijn om het instrument te bespelen. Ook kan de druk die wordt veroorzaakt door de diepe ademhaling die nodig is om lange noten op de saxofoon te spelen, ertoe leiden dat de hersenen, die tijdens de procedure zouden worden blootgesteld, in wezen uit zijn schedel zouden steken. Fabbio en Marvin selecteerden uiteindelijk een stuk, een versie van een Koreaans volkslied, dat kan worden aangepast om te worden gespeeld met kortere en meer oppervlakkige ademhalingen.
Marvin:
"De hele aflevering vond ik nogal onvoorstelbaar dat een muziektheoreticus in een operatiekamer kon staan en op de één of andere manier een consultant voor hersenchirurgen kon zijn. In feite bleek het één van de meest verbazingwekkende dagen in mijn leven te zijn. Ik had het gevoel dat al mijn trainingen plotseling iemands leven konden veranderen zodat deze jongeman zijn muzikale vaardigheden kon behouden."
Geslaagde operatie
Tijdens de procedure gebruikten Pilcher en het chirurgisch team de kaart van Fabbio's hersenen die door Mahon was ontwikkeld om de operatie te plannen. Ze gingen ook door een proces van nauwgezet herbevestigen wat de hersenscans hen toonden. Dit werd bereikt door een milde elektrische stimulus af te geven die tijdelijk een klein deel van de hersenen verstoort. Terwijl dit aan het gebeuren was, was Fabbio wakker en herhaalde hij de zoem- en taaltaken die hij voorafgaand aan de operatie uitvoerde. Marvin was aanwezig in de operatiekamer en scoorde zijn optreden om de chirurgen te laten weten of ze zich hadden gericht op een gebied dat de muziekverwerking verstoorde en daarom tijdens de procedure moest worden vermeden. Nadat de tumor was verwijderd, gaven de chirurgen de toestemming om de saxofoon over te brengen en Fabbio te laten spelen. Hij speelde foutloos en toen hij klaar was, brak de hele operatiekamer in applaus uit. Fabbio is sindsdien volledig hersteld en keerde terug naar het lesgeven van muziek binnen een paar maanden na zijn operatie.
Relatie tussen hersendelen
Hoewel het hoofddoel van het programma voor het in kaart brengen van de hersenen is om de resultaten van een operatie te verbeteren, helpt de informatie die de onderzoekers verzamelen vóór, tijdens en na de operatie, ook om inzicht te krijgen in de complexiteit van de structuren en functie van de hersenen. De gegevens uit het geval van Fabbio, die de basis vormen van een onderzoek, hebben bijgedragen tot een preciezere definitie van de relatie tussen de verschillende delen van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor muziek- en taalverwerking.
Mahon:
"We bestuderen ongeveer 40 of 50 patiënten per jaar en wat dit ons in staat stelt om te vragen is wat de factoren zijn die we kunnen identificeren bij deze patiënten voor hun operatie of vroeg na hun operatie. Die onderscheiden welke patiënten een goede uitkomst hebben. in tegenstelling waarmee patiënten mogelijk slepende cognitieve beperkingen hebben."
Pilcher:
"Als ik terugdenk aan het geval van Dan en het ongelooflijke resultaat en wat we hebben bereikt, herinnert het me eraan hoe ver we zijn gekomen. Tien jaar geleden hebben we het brein in kaart gebracht met behulp van zeer eenvoudige hulpmiddelen, elektrische stimulatie en beeldgeleiding. Maar nu hebben we alle gereedschappen van de cognitieve wetenschap. We hebben het laboratorium voor cognitieve wetenschap in de operatiekamer gebracht."
Bron: Science Daily
