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#“El 90% de los #ictus se evitaría con prevención adecuada”

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Inmaculada Roldán, coordinadora del Grupo de Trombosis Cardiovascular de la SEC, incide en la importancia de la adecuada prevención, que pasa por la corrección y tratamiento de los factores de riesgo modificables. En colaboración con Bristol-Myers Squibb.

El ictus es la primera causa de muerte en la mujer y también la que más discapacidades produce en la edad adulta, según datos de la Sociedad Española de Neurología. De hecho, cada 6 minutos se produce un ictus en España y cada 14 minutos afecta a una mujer, tal y como recuerda a DM Inmaculada Roldán, coordinadora del Grupo de Trombosis Cardiovascular de la Sociedad Española de Cardiología. “El 90% de los casos de ictus se podrían evitar con una adecuada prevención, que pasa por la corrección y tratamiento de los factores de riesgo modificables, como son HTA, diabetes, hipercolesterolemia, tabaquismo, obesidad, vida sedentaria, consumo de alcohol, terapias hormonales y enfermedades cardiacas previas”, apunta Roldán.

 

En su opinión, no existen programas nacionales que incidan en la detección, tratamiento y seguimiento de los riesgos. “Esto es aplicable tanto a la prevención primaria, es decir, cuando aún no se ha tenido un ictus, como a la secundaria, cuando sí se ha padecido. No hay olvidar que el hecho de haber sufrido un ictus es un factor de riesgo para padecer un segundo”, destaca.

En este sentido, Roldán insiste en que la fibrilación auricular también tiene una mayor prevalencia entre la población femenina: el 60% de los casos en mayores de 75 años son mujeres. “Por ello, es primordial instaurar un tratamiento anticoagulante correcto en la población femenina que, además, se asocia muy frecuentemente a la hipertensión, primer factor de riesgo relacionado con el ictus”, comenta. Sobre la puesta en marcha del Código Ictus, Roldán lo valora de forma positiva porque han conseguido que la mayoría de los pacientes que sufren un episodio sean atendidos con la mínima demora en centros con unidades de ictus. Así se reducen los tiempos de atención, lo que permite aumentar el número de sujetos tratados con trombólisis intravenosa, pasando del 3% inicial hasta alcanzar un 20% de los pacientes con infarto cerebral atendidos en urgencias. “La trombectomía, en los casos en que es posible, se ha convertido en la terapia de elección y, si es precoz, con resultados espectaculares en la recuperación neuronal; tiempo es cerebro: este debe ser el objetivo”. A su juicio, la aplicación del Código Ictus ha reducido un 50% la mortalidad en estos casos, pero todavía no existe un acceso homogéneo a este tipo de programas ni a la rehabilitación posterior, que a menudo no está disponible para todos los pacientes o se recibe con tal demora que compromete la recuperación funcional.

“El acceso a los anticoagulantes directos es desigual, creándose así una inequidad injustificable”

Otro ejemplo de inequidad territorial, según Roldán, es el tratamiento de la cardiopatía isquémica, y en concreto del infarto agudo de miocardio, primera causa de muerte en la población general y segunda en la mujer. “El Código Infarto y el acceso a la revascularización coronaria de forma primaria -instaurado hace más de una década- han cambiado la evolución de la enfermedad en nuestro país. Se ha disminuido la mortalidad y la morbilidad considerablemente en casi un 40%, y el ingreso hospitalario por infarto de miocardio no complicado se ha reducido a 2-3 días, con el consiguiente ahorro en el gasto sanitario”, explica. En cuanto a la salud de la mujer, esta cardióloga considera que la mortalidad es mayor en parte porque llegan más tarde a los programas de rehabilitación cardiaca. “Todavía existen cifras dispares de mortalidad intrahospitalaria por infarto de miocardio en nuestro país debido a la no implantación del Código Infarto en varias comunidades; un ejemplo es Canarias”.

Colaboración con ap

Con respecto al abordaje de la fibrilación auricular, factor de riesgo para sufrir un ictus, Roldán alega que las mujeres suelen estar peor tratadas que los hombres, y que “el acceso a los anticoagulantes directos es desigual en las distintas comunidades autónomas, con visados diferentes, creándose así una situación de inequidad en nuestro país injustificable. Así, en Madrid el porcentaje de empleo de anticoagulantes directos es del 31% frente a casi un 60% en Cantabria”. Para esta cardióloga las diferencias en el acceso a los anticoagulantes tienen repercusiones clínicas desfavorables en la evolución y pronóstico de los pacientes.

“La trombectomía, cuando es posible, se ha convertido en la terapia de elección”

En materia de prevención, la atención primaria se debe colocar en el centro de la estrategia de detección y tratamiento de los factores de riesgo. “Su trabajo es clave en el cambio de vida y adopción de hábitos saludables, como dieta y ejercicio. Además, la colaboración de primaria y especializada es clave en el seguimiento y control de los pacientes crónicos, la coordinación asistencial en el ámbito hospitalario y la continuidad de cuidados”, alerta Roldan. A su juicio, los centros de salud son el entorno idóneo para instaurar programas de detección oportunista de fibrilación auricular.

#Comment gérer en urgence un #infarctus cérébral ?

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Sandrine DELTOUR, service des urgences cérébro-vasculaires, Groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, Paris

La prise en charge des AVC s’est considérablement modifiée ces dernières années. La création d’unités dédiées « Stroke Center », les nouvelles techniques d’imagerie et thérapeutiques ont complétement modifié le pronostic des patients victimes d’AVC. La rapidité de la prise en charge dans une filière spécialisée reste le point clé du meilleur devenir du patient. Chaque minute compte. La course contre la montre s’enclenche dès les premiers signes cliniques évocateurs d’un accident vasculaire cérébral (AVC).

Reconnaître un AVC et déclencher l’alerte

Un AVC s’installe le plus souvent soudainement, voire très brutalement, d’une seconde à l’autre. Il se manifeste par un déficit neurologique systématisé renvoyant à la distribution territorielle des artères intracérébrales, principalement l’artère cérébrale moyenne.
Plusieurs scores de dépistage clinique existent (FAST, Rosier, CPSS, LAPSS, MASS…). Certains sont plus simples et plus rapides que d’autres d’utilisation. Un des plus utilisés est le score FAST (Face Arm Speech Time) : il est positif si une anomalie est observée sur un des 3 items. Il prédit l’AVC avec une VPP de 72 %. Il n’existe aucun moyen clinique sûr de distinguer un AVC ischémique d’un AVC hémorragique, ce qui interdit jusque-là de réaliser une thrombolyse IV avant toute imagerie cérébrale.
Dès la suspicion d’AVC, tout doit être fait dans le souci de l’économie de temps. Être « confortablement » dans la fenêtre thérapeutique de revascularisation (thrombolyse et/ou thrombectomie) ne signifie en rien qu’on peut prendre son temps. L’efficacité de la thrombolyse et la thrombectomie sont linéairement corrélé avec le délai entre le début des symptômes et la revascularisation. L’alerte doit être donnée le plus rapidement possible au SAMU, afin que le patient soit dirigé au plus vite vers une équipe spécialisée.
Dès l’arrivée du patient à l’hôpital, a fortiori si le patient n’a pas fait l’objet d’un signalement préhospitalier, les procédures mises en place dans l’établissement doivent permettre d’éviter toute perte de temps. Chaque acteur de prise en charge doit bénéficier d’une formation dédiée. Les procédures (à type de check-list par exemple) doivent être définies au sein de chaque équipe en fonction des contraintes locales.

La présence d’un témoin, surtout si le patient n’est pas informatif, est essentielle pour préciser le délai des symptômes, les antécédents, les médicaments consommés, les contreindications éventuelles à l’IRM (si celle-ci est souhaitée), les contre-indications éventuelles à la thrombolyse IV.

Les contre-indications à la thrombolyse doivent être listées et le poids (afin le cas échéant de fixer la dose de thrombolytique). En cas de pré-signalement, il convient d’insister pour disposer de ce témoin.

Examen initial du patient : clinique, biologique et imagerie

Examen clinique et score NIHSS

La base de l’examen neurologique d’un patient présentant un probable AVC est représenté par le score du National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS). Il va de 0 (pas de déficit) à 42 (déficit maximal) et comprend 11 items : conscience, oculomotricité, champ visuel, motricité, sensibilité, langage et négligence.
Ce score est utilisé dans les différents essais cliniques qui évaluent différentes stratégies thérapeutiques.

• Le score NIHSS permet :
– d’aider à la décision thérapeutique. En effet, elles sont de plus en plus basées sur le score du NIHSS, le délai des symptômes certes, mais aussi sur les données d’une neuro-imagerie élaborée, qu’il s’agisse de l’IRM avec un protocole dédié ou d’un angioscanner avec perfusion. Le mismatch radio-clinique permet de corréler le score NIHSS au volume de la lésion ischémique sur la séquence diffusion de l’IRM : plus le mismatch radio-clinique est conséquent (NIHSS élevé et hypersignal en diffusion limité), plus la pénombre ischémique est grande et donc plus il y a de chance d’améliorer l’état clinique du patient après une revascularisation (chimique et/ou mécanique) ;
– de stratifier la gravité, selon la graduation suivante : 0 (pas d’AVC ou AVC incipiens), 1-4 (AVC mineur), 5-15 (AVC modéré), 15-20 (AVC sévère), 21- 42 (AVC très sévère) ;
– de prédire l’occlusion d’une artère proximale : elle est très probable (> 80 %) quand le score NIHSS > 10. Sur la base des items du NIHSS, de nouveaux scores de prédiction d’une occlusion proximale dès la phase de régulation médicale ont été récemment publiés ;
– de suivre l’évolution neurologique : une évolution de 4 points de NIHSS ou plus entre deux mesures est considérée comme significative. On parlera d’amélioration si le score perd 4 points ou d’aggravation s’il en prend 4 ;
– de prédire le pronostic neurologique : pour un score initial allant de 0 à 5, 80 % des patients seront autonomes à 3 mois (cela se traduit par un score de Rankin entre 0 et 2). Pour un score entre 6-10 seulement 45 % des patients seront autonomes à 3 mois contre 20 % si le score NIHSS initial est entre 11 et 15.

• Le reste de l’examen 
Bien qu’en général pas indispensable pour la décision thérapeutique, le reste de l’examen peut permettre d’identifier sans délai l’étiologie d’un AVC ischémique. Les 2 gestes principaux sont très simples : l’auscultation cardiaque pour la détection d’une fibrillation atriale, à confirmer par ECG, et qui représente de loin la principale cardiopathie emboligène. Et l’auscultation cervicale à la recherche d’une « souffle » carotidien, non spécifique mais très évocateur d’une sténose carotidienne interne. Chez le sujet jeune, la principale cause connue d’AVC ischémique est la dissection carotidienne. On l’évoquera facilement sur les 2 arguments suivants : hémicrânie, douleur cervicale, ayant typiquement un peu précédé les symptômes neurologiques, en association avec un signe de Claude-Bernard-Hormer controlatéral au déficit, associant un ptosis et un myosis.

Biologie

En parallèle à l’examen clinique, le bilan sanguin devra être réalisé et remis en mains propres au technicien du laboratoire de biologie, pour plaquettes, TP, TCA. Sera rajouté au bilan l’INR pour le patient sous AVK et l’anti-Xa ou un dosage spécifique (si disponible) si le patient est sous AOD.

Imagerie cérébrale : scanner ou IRM

L’IRM cérébrale est l’examen de choix en phase aiguë d’une suspicion d’AVC.

Il comporte 4 séquences principales : une séquence FLAIR, une séquence de diffusion, une angio- IRM et un T2*.

L’accident vasculaire ischémique aigu se traduit par un hypersignal (dès les premières minutes de l’infarctus cérébral) sur la séquence de diffusion, associé à une baisse du cœfficient de diffusion.

Le FLAIR est normal dans les 3 ou 4 premières heures. L’angio-IRM intracrânienne permet de déterminer le niveau de l’occlusion vasculaire (proximale ou distale). La séquence T2* est utilisée pour rechercher des lésions parenchymateuses microhémorragiques mais également visualiser parfois le thrombus dans le vaisseau occlus. L’IRM de perfusion, lorsqu’elle est réalisée, permettra de préciser l’étendue du territoire hypoperfusé et d’établir un mismatch radiologique (différence entre l’hypersignal et l’étendue de l’hypoperfusion) reflet de la pénombre ischémique.
Si l’IRM n’est pas disponible, un scanner avec angioscanner intracrânien sera réalisé. Le scanner cérébral est généralement normal dans les 6 à 12 premières heures d’un infarctus cérébral. L’angioscanner précisera le niveau d’occlusion vasculaire. Un scanner de perfusion pourra préciser l’étendue de l’hypoperfusion. Il faut noter que si l’angioscanner et le scanner de perfusion permettent de mettre en évidence un territoire hypoperfusé, ils ne permettent pas, à la différence de l’IRM, d’affirmer avec certitude à la phase aiguë le diagnostic d’AIC ni de préciser son étendue. En effet, une occlusion vasculaire peut être ancienne, avec une reprise en charge du territoire par des anastomoses, conduisant à un territoire d’aval dont la vascularisation est diminuée mais qui n’est pas pour autant en souffrance ischémique grâce à l’adaptation de la vasoréactivité et de l’extraction d’oxygène.

Revascularisation en urgence

Le traitement de revascularisation repose sur une thrombolyse intraveineuse par alteplase dans les 4h30 du début des symptômes, associée, s’il existe une occlusion proximale à une thrombectomie dans les 6 heures, voire jusqu’à 24 heures du début des symptômes chez des patients sélectionnés.

La thrombolyse intraveineuse (IV) dans les 4h30 du début des symptômes

La thrombolyse IV par alteplase (rt-PA) a été jusqu’en 2015 le seul traitement spécifique de prise en charge aiguë dans les infarctus cérébraux (IC). Son administration est constituée par un bolus (10 % de la dose) suivi d’une perfusion continue d’une heure. Son efficacité initialement prouvée dans les premières 3 heures de l’IC (étude NINDS) a été également validée dès 2008 jusqu’à 4h30 (étude ECASS III) après le début des symptômes. L’analyse combinée de ces 2 études et d’autres études ayant évalué des délais plus larges a confirmé l’efficacité du rt-PA IV. En France, le traitement a obtenu l’autorisation de mise sur le marché (AMM) en 2002 pour la fenêtre 0-3 heures après le début des symptômes et en 2012 pour la fenêtre 3-4,5 heures.

Le critère principal de ces études est basé sur le score de Rankin modifié à 90 jours (mini-Rankin score ou mRS) qui évalue la dépendance du patient.

Il va de 0 à 6. Aucun symptôme : score à 0. Pas d’incapacité en dehors des symptômes : activités et autonomie conservées : score à 1. Handicap faible : incapable d’assurer les activités habituelles mais autonomie : score à 2. Handicap modéré : besoin d’aide (non autonome) mais marche possible sans assistance : score à 3. Handicap modérément sévère : marche et gestes quotidiens impossibles sans aide : score à 4. Handicap majeur : alitement permanent, incontinence et soins de nursing permanent : score à 5. Décès : score à 6.

La synthèse de toutes ces études montre très clairement que le bénéfice du traitement diminue drastiquement avec l’intervalle de temps qui sépare la prise en charge du début des symptômes.

En d’autres termes, même si les résultats de l’étude ECASS III ont permis d’élargir la fenêtre thérapeutique, l’objectif doit rester de traiter le plus rapidement possible une fois le diagnostic établi. Ainsi, une thrombolyse réalisée dans les 90 minutes permet de diminuer de 50 % le handicap fonctionnel à 3 mois. Il est à noter également qu’il existe toujours un bénéfice pour les patients thrombolysés de plus de 80 ans.

Les limites de la thrombolyse intraveineuse sont de 4 ordres :
– de nombreuses contre-indications ;
– une fenêtre thérapeutique étroite ;
– le risque de transformation hémorragique qui constitue une complication redoutable du traitement fibrinolytique. Elle est évaluée entre 1,5 et 7 % selon les études et la définition utilisée ;
– une mauvaise efficacité lors d’occlusions proximales qui sont justement les plus grandes pourvoyeuses de handicap et de mortalité.
Ces limites de la thrombolyse intraveineuse par alteplase ont fait développer d’autres thrombolytiques en cours d’étude et d’autres techniques de revascularisation comme la thrombectomie (cf. paragraphe ci-dessous). Le tenecteplase, thrombolytique privilégié dans l’infarctus du myocarde pourrait dans les années à venir être une alternative potentielle du rt-PA. Sa demi-vie plus longue (1 à 3 heures versus 4 à 5 minutes) permet une facilité d’administration à la phase aiguë sous forme de bolus unique. Récemment l’étude NOR TEST a conclu à une non-supériorité du tenecteplase à la dose de 0,4 mg/kg comparé à l’alteplase et à une sécurité d’utilisation identique (taux d’hématomes comparable). Tout récemment l’étude EXTEND-IA-TK (tenecteplase à 0,25 mg/j avant thrombectomie) rapporte des résultats très prometteurs avec une meilleure efficacité du tenecteplase comparé à l’alteplase aussi bien sur la reperfusion que le score de Rankin avec un taux d’hémorragie comparable.

Thrombectomie mécanique

Jusqu’en 2015, le traitement endovasculaire était une technique de revascularisation en évaluation. Trois essais, publiés en 2013, IMS III (the Interventional Management of Stroke III), MR RESCUE (Magnetic Resonance and REcanalization of Stroke Clots Using Embolectomy), SYNTHESIS expansion (Intra-arterial Versus Systemic Thrombolysis for Acute Ischemic Stroke) n’avaient pas montré de supériorité de l’approche endovasculaire par rapport à la thrombolyse intraveineuse (IV). L’année 2015 a marqué un tournant avec cinq essais thérapeutiques qui ont prouvé l’efficacité de la thrombectomie mécanique (TM) en association avec la thrombolyse IV dans le traitement des IC avec occlusion des artères de gros calibre de la circulation antérieure (artère carotide interne [ACI] ; artère cérébrale moyenne [ACM]). Une meilleure sélection des patients et l’arrivée de nouveaux dispositifs expliquent en partie ces différences de résultats.

La technique de référence se tourne aujourd’hui vers des stents non largables (stent retriever) qui permettent de capturer le caillot après l’impaction du thrombus contre la paroi (stent déployé), puis de retirer le thrombus à l’aide du stent (sans que le stent soit largué).

C’est l’étude randomisée néerlandaise MR CLEAN (Multicenter Randomized Clinical trial of Endovascular Treatment in the Netherlands), publiée en janvier 2015, qui a, pour la première fois, confirmé l’approche avec une stratégie combinée associant une thrombolyse IV (administrée dans les 4h30) et une TM réalisée dans les 6 heures après le début des symptômes. Le critère de jugement principal était le pourcentage de bon pronostic à 3 mois (défini par un mRS < 2). À 3 mois, 32,6 % des patients du groupe thrombolyse IV + TM ont eu une évolution favorable versus 19,1 % dans le groupe thrombolyse IV seule (OR 1,67 ; IC95% = 1,2-2,3). À la suite de la positivité de MR CLEAN, quatre autres études ont été interrompues sur la base d’analyses intermédiaires ou perte d’équipoise devant la supériorité rapportée de la TM : l’étude ESCAPE, SWIFT PRIME, EXTEND-IA et REVASCAT.
Les métaanalyses de ces différentes études confirment l’efficacité de l’association thrombolyse et thrombectomie, permettant de réduire de 50 % le handicap, sans qu’il y ait de différence dans la survenue des hémorragies cérébrales.

À noter que l’âge ne doit pas être un critère d’exclusion à la TM : les analyses en sous-groupes suggèrent un bénéfice de la TM chez les patients âgés de plus de 80 ans.

Tout récemment, l’étude DAWN (DWI Assessment with clinical mismatch in the triage of Wake-up and mate presenting strokes undergoing Neurointervention) a démontré la supériorité de la thrombectomie (par stent retriever TREVO) sur le traitement médical chez des patients très sélectionnés avec occlusion antérieure proximale et mismatch radioclinique, traités entre 6 et 24 heures. Les critères d’évaluation étaient un mRS moyen et mRS 0-2 à 3 mois. L’étude a été arrêtée après analyse intermédiaire devant la supériorité de la TM. Au total 206 patients ont été inclus : 107 dans le groupe thrombectomie et 99 dans le groupe contrôle. Le score de Rankin pondéré à 3 mois était de 5,5 dans le groupe thrombectomisé et 3,4 dans le groupe contrôle (IC95% : 1,1- 3,0) et le taux de patient autonome à 3 mois était de 49 % dans le groupe thrombectomie contre 13 % dans le groupe contrôle (IC95% : 24-44). Le taux de complications hémorragiques et de décès étaient comparables dans les deux groupes. Il faut néanmoins retenir que parmi les patients inclus dans le groupe thrombectomie, seuls 10 d’entre eux avait une heure de début certaine avec témoin oculaire et que les autres patients étaient essentiellement des AVC du réveil (67 %).
L’étude DEFUSE 3, plus récemment encore, vient de conforter ces résultats en démontrant l’efficacité de la TM entre 6 et 16 heures, pour des IC avec occlusion proximale dans le territoire carotidien chez des patients sélectionnés sur des critères de mismatch radiologique.

À ce jour, conformément aux recommandations européennes, la thrombolyse IV doit être réalisée dans les 4h30, sans retarder la thrombectomie qui doit être réalisée dans les 6 heures, lors d’occlusion proximale.

Ces recommandations prennent également en compte ces données récentes en proposant d’étendre la possibilité de TM pour les IC avec occlusion proximale au-delà de 6 heures et jusqu’à 24 heures du début des symptômes chez des patients sélectionnés selon les critères de l’étude DAWN et DEFUSE3.

Le parcours du patient

L’unité neuro-vasculaire (UNV) est le point d’encrage d’une prise en charge optimale du patient victime d’un AVC et quel que soit le choix de la thérapeutique initiale (qu’il y est ou non indication à un geste de revascularisation). Ces UNV, dédiées à la prise en charge de patients victimes d’accident vasculaire cérébral (AVC) sont composées d’un personnel spécialisé et bénéficiant d’une formation spécifique régulière : médecins, infirmiers, aidessoignants, kinésithérapeutes, ergothérapeutes, orthophonistes, psychologues et assistantes sociales. Les UNV comprennent des lits d’hospitalisation et de soins intensifs, en lien avec un service de neuroradiologie. Ces structures ont comme mission de permettre un accueil des patients 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Elles constituent l’épine dorsale de la filière de la prise en charge des AVC depuis le préhospitalier jusqu’au retour au domicile du patient.
En effet, le bénéfice pour les patients admis dans les UNV n’est plus à démontrer : la spécificité de la prise en charge en UNV améliore le pronostic des patients victimes d’AVC, non seulement en diminuant la mortalité, mais aussi en réduisant la probabilité d’un handicap et le risque d’institutionnalisation en dehors de tout geste de revascularisation. Aujourd’hui, s’ils existent 134 unités neuro-vasculaires réparties inégalement sur le territoire, seulement 37 d’entre elles sont attenantes à un service de neuroradiologie interventionnelle (NRI) capable de pratiquer une thrombectomie.
À l’heure où les moyens thérapeutiques deviennent de plus en plus efficaces dans la prise en charge des AVC, reste à définir les meilleures stratégies permettant à nos patients d’en bénéficier le plus largement possible : information grand public, formation dédiée aux différents acteurs de prise en charge, développer des collaborations entre les services d’urgence/cardio et UNV, faciliter le déploiement de la télémédecine, ouvrir des centres de thrombectomie…

En pratique

  • La prise en charge thérapeutique des patients victimes d’un AVC a connu, au cours de ces dernières années, une évolution majeure améliorant considérablement le pronostic des patients victimes d’un AVC et impactant l’organisation de la filière de soin.
  • Chaque patient suspect d’AVC devrait bénéficier d’une expertise neuro-vasculaire urgente pour décider de l’attitude thérapeutique au plus vite.
  • La présence d’une occlusion intracrânienne proximale conditionne la prise en charge.
  • La thrombolyse IV par alteplase doit être réalisée le plus tôt possible dans les 4h30 (idéalement dans les 90 minutes) suivie d’une thrombectomie mécanique lors d’occlusion proximale dans les 6 heures, fenêtre qui peut être élargie jusqu’à 24 heures chez des patients ultra-sélectionnés.
  • Reste à renforcer les stratégies de prise en charge avec l’encrage dans la filière neuro-vasculaire afin de faire bénéficier à nos patients de ces avancées considérables.

#Risk of major #haemorrhage after #clopidogrel with #aspirin

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    •  Univadis Medical News

A new analysis in JAMA Neurology suggests that treatment with clopidogrel plus aspirin after transient ischaemic attack (TIA) or minor acute ischaemic stroke (AIS) increases the risk of major haemorrhage over aspirin alone, although the risk is low.

Researchers performed a secondary analysis of the Platelet-Oriented Inhibition in New TIA and Minor Ischemic Stroke (POINT) trial which randomised patients in 269 sites worldwide to receive clopidogrel (600 mg loading dose on day one, followed by 75 mg daily for days 2-90) or placebo. All patients also received open-label aspirin 50-325 mg/d.

In the as-treated analyses (4,819 patients), major haemorrhage occurred in 21 patients receiving clopidogrel plus aspirin and six receiving aspirin alone (hazard ratio [HR] 3.57; 95% CI 1.44-8.85; number needed to harm, 159). There were four fatal haemorrhages—three in the clopidogrel plus aspirin group and one in the aspirin alone groupand there were seven intracranial haemorrhages: five in the clopidogrel plus aspirin group and two in the aspirin plus placebo group. The most common location of major haemorrhages was the gastrointestinal tract.

The authors estimated that for every 1,000 patients treated, adding clopidogrel might prevent about 15 major ischaemic events and cause five more major haemorrhages.

#The First Paralyzed Man Ever, Treated With Stem Cells, Has Regained Movement

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Scientists have begun using stem cell injections to treat those who have been paralyzed in accidents resulting in a spinal cord injury. In March 2016, Kristopher Boesen (Kris) was in a car accident that paralyzed him from the neck down. After the accident, Kris had difficulty breathing on his own due to his injuries and was told he may never be able to regain control of his limbs again.

Kris could undergo the standard surgery given to patients suffering from a spinal cord injury that would stabilize the spine, but it would most likely do little to nothing for his motor and sensory functions. Kris did not choose to do this surgery. Instead, he discovered a clinical trial being done involving treatment with stem cells which was looking to enroll patients just like him and decided to take the chance.

The Trial

The clinical trial was being led by Dr. Edward D. Wirth III, chief medical director of Asterias Biotherapeutics. It involves injections of “AST-OPC1– an agent consisting of oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) that derive from embryonic stem cells. OPCs are the myelin-forming cells of the brain and spinal cord that help nerve cells to function.”

This treatment is supposed to reduce the size of the injury cavity and replace the myelin coating of the nerve cells, stimulate nerve cell growth, and produce blood vessels that will bring oxygen and healing to the injured site. In order to participate in this study, Kris was required to be able to breathe on his own. With the help and care of his respiratory team, he was breathing without a ventilator and approved for the trial.[​IMG]

 

The Study

The National Spinal Cord Injury Statistical Center states that “each year there are approximately 17,000 new cases of spinal cord injury in the United States.” This study is just one example of how regenerative medicine is bringing hope to those who had thought they would never be able to move their limbs again. The procedure that Kris took part in was a part of a phase 1/2a clinical trial evaluating the safety of the doses being given to the patients. The AST-OPC1 cells being injected are developed by the Asterias Biotherapeutics based in Fremont, CA. These cells come from the embryonic stem cells that are found in the brain and the spinal cord.

The clinical trial is now at the 10 million cell level, which is the amount that was found to be most effective in the pre-clinical studies. In order to be involved in the study, “enrollees must be between 18 and 69, and their condition must be stable enough to receive an injection of AST-OPC1 between the 14th and 30th days following their injury. Keck Medical Center is one of the 6 sites in the United States that is authorized to enroll subjects and administer the clinical trial dosage.”

The Results After 2 weeks, Kris was able to achieve some minor motion in his arms and hands. It took about 3 months, but he was eventually able to write his own name with pen and paper and accomplish a good deal of other normal daily tasks. Kris went from having complete immobility to being able to function on his own again.

 

Source: SpinalCord.com

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#Le cerveau humain fabrique bien de nouveaux neurones

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Après plusieurs travaux contradictoires, une nouvelle étude confirme que la neurogenèse est abondante chez l’adulte, et qu’elle s’effondre chez les malades d’Alzheimer.

 

Neurones immatures (en rouge) et neurones adultes (en bleu) au sein du gyrus denté, dans l’hippocampe, une structure cérébrale dédiée notamment à la mémoire.
Neurones immatures (en rouge) et neurones adultes (en bleu) au sein du gyrus denté, dans l’hippocampe, une structure cérébrale dédiée notamment à la mémoire. LlorensLab

Santiago Ramon y Cajal (1852-1934), Nobel de physiologie et de médecine (1906) et gloire scientifique espagnole, avait établi que le cerveau adulte ne produisait pas de nouveaux neurones, « une fois les sources de croissance et de régénération irrévocablement taries ». Mais il laissait une porte ouverte : « Ce sera à la science du futur de changer, si possible, ce rude décret. » Un siècle plus tard, « nous y sommes, je pense », estime sa compatriote Maria Llorens-Martin (Université autonome de Madrid). Dans une étude publiée dans Nature Medicine, lundi 25 mars, son équipe établit de façon solide que, chez l’homme, les fontaines à neurones continuent à en produire en abondance, y compris au-delà de 80 ans – sauf en cas de maladie d’Alzheimer.

A vrai dire, les conclusions de Cajal avaient déjà été battues en brèche chez les rongeurs (pour l’olfaction notamment), et questionnées pour l’homme dès les années 1960. Puis plus récemment, grâce notamment à des observations subtiles faisant appel, pour déduire l’âge des neurones, à la mesure de la décroissance radioactive du carbone 14 issu des retombées des essais atomiques atmosphériques.

Mais il y a tout juste un an, le dogme cajalien reprenait des couleurs grâce à une étude parue dans Nature suggérant que, passée l’enfance, la neurogénèse chutait brutalement pour devenir indétectable chez l’humain adulte. Ces nouvelles observations ont aussitôt été mises en doute, mais Maria Llorens-Martin et ses collègues semblent apporter un point final à cette dispute. Ils ont étudié les hippocampes droits prélevés sur 53 cerveaux humains donnés à la science – l’hippocampe est une structure cérébrale profonde jouant notamment un rôle fondamental dans la mémoire et la navigation spatiale.

Grâce à divers marqueurs biologiques spécifiques des différentes étapes de maturation des neurones observées chez le rongeur, des populations de jeunes neurones ont pu être identifiées – permettant aussi de mettre au jour des différences morphologiques entre ces cellules, selon leur niveau de maturité.

Comment expliquer des résultats aussi contradictoires, à un an d’intervalle? D’abord, les tissus ont été fixés très rapidement après leur prélèvement, et ensuite les Espagnols ont utilisé trois techniques de marquage biologique en plus de celle employée habituellement, explique Maria Llorens-Martin. Elle espère que le protocole ainsi validé va devenir la référence dans les banques de cerveau qui permettent l’étude de diverses maladies neurologiques.

#Conheça as bases do tratamento cirúrgico da Doença de Parkinson

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Conheça as bases do tratamento cirúrgico da Doença de Parkinson

O tratamento cirúrgico para os distúrbios motores da doença de Parkinson é pregresso às medicações hoje existentes, no entanto, eram baseadas em abordagens do sistema nervoso periférico (com rizotomias e simpatectomias) e abordagem ao sistema nervoso central (com corticectomias e secções do pedúnculo cerebral).

Atualmente, além das diversas terapias medicamentosas existentes, as cirurgias se tornaram muito mais precisas e menos lesivas, sendo em quase totalidade realizada por estereotaxia. A abordagem aos distúrbios do movimento se aplica desde a abordagem as distonias ao tratamento da síndrome parkinsoniana (rigidez, bradicinesia, tremor e instabilidade postural por perda dos reflexos posturais) cujo o principal protótipo é a Doença de Parkinson (DP).

Após 1968, com a criação da levodopa, o tratamento cirúrgico passou a ser reservado como adjuvante ao tratamento com fármaco no intuito de controlar os distúrbios motores gerados pelo uso crônico.

Critérios de indicação da doença de Parkinson

Alguns critérios como idade mínima e máxima, estadiamento e tempo mínimo de doença ainda são controversos, mas a maioria dos serviços assume como critérios os seguintes:

  1. Certeza diagnóstica da doença de Parkinson, preferencialmente com diagnóstico feito por um neurologista com experiencia em distúrbios do movimento.
  2. Resposta inquestionável à levodopa (em pacientes que possuem história compatível de doença de Parkinson), de sintomas assimétricos.
  3. Melhora nos escores motores com o teste de sobrecarga de levodopa.
  4. Grau igual ou menor a 4 na escala de Hoehn e Yahr
  5. Identificar os sintomas motores que podem ser melhorados cirurgicamente.
  6. Identificar os sintomas que mais limitam o paciente.
  7. Investigação e exclusão de lesões prévias no exame de imagem.
  8. Identificar, e caso existam distúrbios psiquiátricos, se esses irão permitir a cooperação para realizar a cirurgia.
  9. Avaliação da função cognitiva com estudos neuropsicológicos.
  10. Ajustar as expectativas e discutir os reais benefícios da cirurgia.

A escolha do alvo terapêutico

Primeiramente, deve se ter em mente que a escolha do alvo deve ser individualizada para cada paciente de acordo com os sintomas predominantes. Porém, os alvos com maiores evidências de resultados são o Globo Pálido Interno (GPI) e o Núcleo Subtalâmico (NST). O grande beneficio do GPI se dá em pacientes que predominam as discinesias e já possuem algum grau de déficit cognitivo, pois ao utilizar o NST poderia piorar a fluência verbal.

A escolha do NST é bem utilizada quando se objetiva a melhora dos sintomas cardinais e agrega o beneficio de gerar maior vida útil da bateria, pois os parâmetros utilizados são menores comparativamente ao GPi, além de diminuir consideravelmente as doses de levodopa, a qual deve ser diminuída lentamente com risco de indução de depressão com ideação suicida se retirada rapidamente.

O núcleo pedunculopontino (NPP) tem como característica a melhora dos sintomas axiais como a marcha, tendo como possibilidade ser estimulado junto ao NST pra que possa haver melhora tanto nos sintomas axiais e apendiculares respectivamente. No entanto, ainda é considerado por muitos centros como experimental. O Núcleo Ventral Intermediário (VIM) do tálamo foi tido como principal alvo nos casos em que há predomínio de tremor e este se faz de forma incapacitante, porém não há melhora na rigidez.

Hoje sua indicação é restrita a pacientes com DP unilateral, com evolução lenta e tremor intratável. Em pacientes que possuem como principais sintomas o tremor, mas apresentem outros sintomas exuberantes como bradicinesia e rigidez, o NST é o melhor alvo a ser escolhido. Apesar de poder ser utilizada a técnica bilateral, tanto por estimulação cerebral profunda quanto por lesão bilateralmente, ambas as técnicas podem evoluir com alteração de fala e distúrbios cerebelares quando realizado nos dois hemisférios.

Métodos ablativos ou neuromodulação qual escolher?

Não se pode dizer que um método novo é melhor que o anterior, só pelo fato dele ser o com maior tecnologia ou pelo simples fato de ser mais novo. Como tudo na vida, ambos os métodos possuem suas características quando a qualidades e defeitos, e devem ser usados de acordo com a individualizado de cada caso.

Os procedimentos ablativos têm como característica o baixo preço, simplicidade e maior acessibilidade, principalmente em países em desenvolvimento, onde o recurso financeiro no sistema público de saúde é escasso. Os resultados equivalem ao método de estimulação cerebral profunda, cuja desvantagem é a impossibilidade de reverter possíveis déficits causados pela lesão, e a impossibilidade de ser realizado lesão bilateral.

A neuromodulação tem como ponto positivo a possibilidade regular a intensidade e a extensão da área alvo, além de poder ser implantado bilateralmente. Assim como todo sistema eletrônico, o gerador do DBS possui uma vida útil como qualquer marcapasso, necessitando submeter o paciente a uma nova cirurgia a cada troca, além do alto custo ser incomparavelmente maior. Vale ressaltar que, ao se decidir implantar um sistema de DBS, o paciente tem que estar consciente que sempre deverá estar próximo a um centro médico para os devidos ajustes do aparelho.

Como é o procedimento cirúrgico?

A medicação do paciente é suspensa 12h antes da realização da cirurgia. Então é fixado um halo de estereotaxia no paciente sob anestesia local, em que a base deste deve estar localizada no plano orbitomeatal, que na maioria das vezes é paralela à linha intercomissural que liga a comissura anterior (AC) à comissura posterior (PC) e tem com seu ponto médio, o Ponto Médio Comissural (PMC).

Os parafusos devem ser colocados 3 cm acima do rebordo orbitário para evitar artefatos na linha AC-PC. É então realizada uma tomografia computadorizada ou ressonância se o sistema for compatível, com aquisição volumétrica com cortes de 1 mm, para que a imagem possa ser processada e utilizada como plano cartesiano para identificação dos núcleos cerebrais após cruzamento dos dados com auxilio de um software, que combina a tomografia com o halo e uma ressonância prévia nas sequencias ponderadas em T1 com contraste (avaliação dos vasos), T2 e Inversion recever (visualização anatômica nos núcleos).

Localização do Alvo

O alvo estereotáxico pode ser identificado de duas maneiras, de forma direta – olhando anatomicamente o local a ser lesado, ou de forma indireta, ao se calcular as coordenadas anatômicas. O lado a ser operado é o contralateral aos piores sintomas.

Intercomissural

NST: 11-13 mm lateral, 3-4 mm posterior e 4-5 mm inferior ao PMC.
Gpi: 19-21 mm lateral, 2-3 mm anterior e 4-6 mm inferior ao PMC.
VIM:10-12 mm lateral à parede do III ventrículo, no mesmo nível da linha intercomissural e 6 mm anterior à CP.

Os planos cartesianos são baseados em 3 eixos: X (médiolateral), Y (anteroposterior) e Z (superoinferior).

A cirurgia

A cirurgia propriamente dita consiste na introdução do eletrodo para ablação ou estimulação através de um orifício de trepanação, baseados nos parâmetros previamente citados e refinado a localização com a utilização de microrregistro, que capta a despolarização celular dos neurônios, podendo assim auxiliar na confirmação da localização-alvo.

Além da confirmação com o microrregistro, o paciente tem que estar acordado e cooperativo para que execute as funções e movimentos solicitados para que se possa identificar possíveis complicações, como inadequado posicionamento, cursando com acometimento da capsula interna, se exteriorizando com hemiplegia contralateral.

Complicações

A complicação mais frequente é o sangramento cerebral profundo, que geralmente é pequeno e assintomático. Esta complicação apresenta uma incidência de 1% dos casos. Outra complicação, porém mais associada ao implante de DBS, é o risco de infecção, que varia de 1,5 a 22%, sendo necessária na maioria das vezes a retirada do sistema acometido. Em pacientes submetidos a implante de eletrodo possuem uma incidência de 4-5% de complicações com o sistema, como migração ou quebra do cabo.

 

PebMed

Autor:

Referências:

  • SHUKLA, Aparna Wagle & OKUN, Michael Scott. Surgical Treatment of Parkinson’s Disease: Patients, Targets, Devices, and Approaches. Neurotherapeutics, dezembro de 2013. DOI 10.1007/s13311-013-0235-0

#The Brain That Remade Itself

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Doctors removed one-sixth of this child’s brain — and what was left did something incredible

Credit: iLexx/Getty Images

Iput my hand on a bishop and slide it several squares before moving it back. “Should I move a different piece instead?” I wonder to myself.

“You have to move that piece if you’ve touched it,” my opponent says, flashing a wry grin.

Fine. I move the bishop. It’s becoming increasingly obvious to me now — I’m going to lose a game of chess to a 12-year-old.

My opponent is Tanner Collins, a seventh-grade student growing up in a Pittsburgh suburb. Besides playing chess, Collins likes building with Legos. One such set, a replica of Hogwarts Castle from the Harry Potter books, is displayed on a hutch in the dining room of his parents’ house. He points out to me a critical flaw in the design: The back of the castle isn’t closed off. “If you turn it around,” he says, “the whole side is open. That’s dumb.”

Tanner Collins, Credit: Courtesy of Nicole Collins

Though Collins is not dissimilar from many kids his age, there is something that makes him unlike most 12-year-olds in the United States, if not the world: He’s missing one-sixth of his brain.

Collins was three months shy of seven years old when surgeons sliced open his skull and removed a third of his brain’s right hemisphere. For two years prior, a benign tumor had been growing in the back of his brain, eventually reaching the size of a golf ball. The tumor caused a series of disruptive seizures that gave him migraines and kept him from school. Medications did little to treat the problem and made Collins drowsy. By the day of his surgery, Collins was experiencing daily seizures that were growing in severity. He would collapse and be incontinent and sometimes vomit, he says.

When neurologists told Collins’ parents, Nicole and Carl, that they could excise the seizure-inducing areas of their son’s brain, the couple agreed. “His neurologist wasn’t able to control his seizures no matter what medication she put him on,” Nicole says. “At that point, we were desperate… His quality of life was such that the benefits outweighed the risks.”

Surgeons cut out the entire right occipital lobe and half of the temporal lobe of Collins’ brain. Those lobes are important for processing the information that passes through our eyes’ optic nerves, allowing us to see. These regions are also critical for recognizing faces and objects and attaching corresponding names. There was no way of being sure whether Collins would ever see again, recognize his parents, or even develop normally after the surgery.

And then the miraculous happened: Despite the loss of more than 15 percent of his brain, Collins turned out to be fine.

“We’re looking at the entire remapping of the function of one hemisphere onto the other.”

The one exception is the loss of peripheral vision in his left eye. Though this means Collins will never legally be able to drive, he compensates for his blind spot by moving his head around, scanning a room to create a complete picture. “It’s not like it’s blurred or it’s just black there. It’s, like, all blended,” Collins tells me when I visit him at home in January. “So, it’s like a Bob Ross painting.”

Today, Collins is a critical puzzle piece in an ongoing study of how the human brain can change. That’s because his brain has done something remarkable: The left side has assumed all the responsibilities and tasks of his now largely missing right side.

“We’re looking at the entire remapping of the function of one hemisphere onto the other,” says Marlene Behrmann, a cognitive neuroscientist at Carnegie Mellon University who has been examining Collins’ brain for more than five years.

What happened to Collins is a remarkable example of neuroplasticity: the ability of the brain to reorganize, create new connections, and even heal itself after injury. Neuroplasticity allows the brain to strengthen or even recreate connections between brain cells—the pathways that help us learn a foreign language, for instance, or how to ride a bike.

The fact that the brain has a malleable capacity to change itself isn’t new. What’s less understood is how exactly the brain does it. That’s where Behrmann’s study of Collins comes in. Her research question is twofold: To what extent can the remaining structures of Collins’ brain take over the functions of the part of his brain that was removed? And can science describe how the brain carries out these changes, all the way down to the cellular level?

Previous neuroplasticity research has shed light on how the brain forms new neuronal connections with respect to memory, language, or learning abilities. (It’s the basis for popular brain-training games meant to improve short-term memory.) But Behrmann’s research is the first longitudinal study to look closely at what happens in the brain after the regions involved in visual processing are lost through surgery or damaged due to a traumatic brain injury.

“We know almost nothing about what happens in the visual system after this kind of surgery,” she says. “I think of this as kind of the tip of the iceberg.”

So far, Behrmann’s findings are turning medical dogma on its head. They suggest that conducting brain surgeries in kids suffering seizures shouldn’t be viewed as the last available option, as it was for Collins. The surgery he underwent, while successful roughly 70 percent of the time, is still uncommon, which means that many people with similar brain tumors may be suffering unnecessarily. And depending on what Behrmann discovers, we may learn more than we ever have before about the brain’s capacity to bounce back.


The first time Collins collapsed because of a seizure, he was four and being minded by a babysitter. Over time, his symptoms grew more varied and more severe. “It’s like my brain froze,” he says. “I was really confused, and then I’d get really nauseous, throw up, and then I’d be kind of acting normal again.”

A daily ritual ensued: Collins would go to school, have a seizure, collapse, and go home. Still, despite the misery, the seizures were a blessing in disguise. They led to the discovery of the tumor slowly enveloping a piece of his brain.

“These are some of the most common tumors we see in children,” says Christina Patterson, MD, a pediatric epilepsy neurologist and part of the medical team that prepared Collins for surgery at the UPMC Children’s Hospital of Pittsburgh. “Taking out the tumor is ultimately the cure.”

The deeper problem with pediatric tumors like the one Collins developed — beyond the nausea, headaches, and confusion that he experienced — is that the seizures they produce can damage the electrical networks of the brain.

“We know that the pediatric brain has plasticity, [and] that we’re constantly creating new algorithms in the brain to live life,” Patterson says. “But when you have seizures on top of that, those disrupted electrical networks that are the seizures prevent any kind of meaningful remapping.”

Inside our brains are about 100 billion neurons. These neurons build thousands of connections with one another and communicate with their cellular brethren by converting electrical signals into chemical neurotransmitters, which are responsible for carrying information between the brain cells. As we master new skills, the brain’s neurons form new connections and strengthen old ones that aided in learning that information. Instead of discrete regions carrying out specific tasks, the brain depends on groups of neural networks talking to each other across multiple regions. (Behrmann says a single neuron can communicate with 50,000 other cells.) If the network is damaged, the brain cells can’t communicate effectively.

Picture a map of the United States that shows a phone company’s LTE network crisscrossing the country, and you have a rough approximation of how the human brain operates. Surgery for Collins, in this case, was akin to repairing a downed cell tower.

Before Collins’ surgery to remove the tumor, doctors opened up his head and placed electrodes on the surface of his brain and inside his visual cortex. For seven days, Collins lay in a hospital bed as the electrodes mapped his brain’s electrical activity, creating what was essentially a schematic diagram showing doctors where the seizures were originating and which brain areas needed to be cut out.

Collins recognized his parents after the surgery, but he couldn’t match their faces to their names. The problem resolved itself in a couple of days, but the episode left Nicole and Carl concerned: How was their son’s brain going to function with a missing part?


Consider, for a moment, a page from a Where’s Waldo? book. When your eye focuses on the crowded image, you’re actually only receiving two types of feedback: the light that falls on the retina and the color of that light. “That’s all your eye can pick up,” Behrmann says. “Yet somehow, almost instantaneously, you get an interpretation of the scene.”

Patterson put the Collins family in touch with Behrmann, who studies how brain plasticity relates to vision at her lab at Carnegie Mellon. Collins was the ideal candidate for Behrmann’s research. Children’s brains are young and still developing and therefore have the most potential for neuroplastic change. Because Collins’ tumor formed in the part of the brain crucial for visual processing, Behrmann could track his progress over time to determine whether there were any lingering deficits in his ability to interpret images. Because Collins was a child, his brain was also in a critical period of development where it builds the capacity to recognize faces, something that happens gradually and becomes more finely tuned throughout our teenage years.

As University of Toronto psychiatrist Norman Doidge notes in his 2007 book, The Brain That Changes Itself, the notion that there is a critical period of brain development is one of the most important discoveries in the area of neuroplasticity — and one for which we have kittens to thank. In the 1960s, as Doidge recounts, scientists David Hubel and Torsten Wiesel mapped the visual cortex of kittens — much in the same way Collins’ surgical team mapped his own brain — to learn how vision is processed. Then, in an admittedly grisly procedure, the scientists sewed shut the eyelid of one of the kittens in the study. Upon opening the eyelid, they found that the visual areas of the kitten’s brain responsible for processing images from that eye didn’t develop, leaving the kitten blind in that eye, even though nothing was biologically wrong with the eye. The researchers discovered that if kittens’ brains were to develop normally, they had to be able to see the world around them between their third and eighth weeks of life.

But another discovery from the study proved even more important — and earned Hubel and Wiesel the Nobel Prize. “The part of the kitten’s brain that had been deprived of input from the shut eye did not remain idle,” Doidge writes. “It had begun to process visual input from the open eye, as though the brain didn’t want to waste any ‘cortical real estate’ and had found a way to rewire itself.”

In Collins’ case, the question was whether the fully intact left hemisphere of his brain would pick up the functionality of the missing third of his brain, especially the task of facial recognition, which is typically carried out by the right hemisphere.

Collins’ left brain not only looked and performed the way his left brain should; it also looked similar in scans to other kids’ intact right brains.

Starting just before Collins was seven and continuing for three years, Behrmann administered a series of tests roughly every six months. In one challenge, he was shown photos of faces in intervals of roughly 30 seconds. If he remembered a face, he clicked a button. A similar test was administered using photos of houses, and if Collins saw the same photo back to back, he clicked a button. Each test occurred while he was inside a functional MRI machine, which allowed Behrmann to measure the flow of blood and oxygen to different regions of the brain. The more active an area of the brain, the more blood it draws.

Throughout these experiments, Behrmann compared Collins’ brain function to a control group of kids his own age without brain abnormalities. The results, published last August in Cell Reports, were striking: His neurological function was “absolutely normal,” with no subtle delays or deviations in development.

This figure shows the brain images of control groups of children around Tanner Collins’ age. The images show what normal brain development looks like at a given age. Credit: Liu et al., 2018, Cell Reports

Over coffee in the kitchen of her Pittsburgh home, Behrmann showed me successive scans of Collins’ brain that told the tale. “When he was eight, you can see the first glimmerings of face recognition in the brain,” she says. “By the time he got to 10, you can see that his left hemisphere looks really like the right hemisphere of the controls.”

In scans, Collins’ left brain not only looked and performed the way his left brain should; it also looked similar in scans as other kids’ intact right brains. That’s because the functions of the visual cortex he lost by having one-third of his right brain removed — the ability to see objects and know what they are, and the ability to recognize faces — were subsumed by his left brain. Also fascinating to Behrmann was how the left brain could accommodate two different skills: word recognition, which is the domain of the left brain, as well as facial recognition. Indeed, part of the surprise was that the left brain could keep doing what it normally does in addition to the newly added right-brain activity.

This figure is of Tanner Collins’ brain. The images show that the left hemisphere is successfully assuming the right hemisphere responsibilities that we would typically see in children his same age. The only difference here is that those responsibilities have all shifted over to Collins’ left brain. Credit: Liu et al., 2018, Cell Reports

In other words, Behrmann’s work revealed that Collins’ brain rewired itself, like the brain of the kitten that Hubel and Wiesel studied.

Just how the brain accomplishes this feat remains a central question. By analyzing brain scans using a neuroimaging technique known as diffusion tensor imaging, which shows how water travels along the brain’s white-matter tracts, Behrmann has found initial glimmerings that the white matter of the brain — the electrical wiring that underlines communication between multiple neurological regions — actually changes. Areas of the brain that weren’t connected before create new links, an example of neuroplasticity in action that may preserve brain functionality. But scientists still don’t know what triggers the cells of the white matter to behave in this way.

“When Tanner is 20, I think we’ll know a lot more about the overall wiring,” Behrmann says. “The one thing that we will not know in humans, and I don’t know how we will ever know it, are the changes that occur at the level of the cells themselves.”


Every three to six months, Collins returns to Behrmann’s lab to undergo tests and be examined for any visual deficits. Behrmann hopes that following him over time will lead to more definitive answers, not only about how his visual system finally reorganizes itself but also the process by which it does so. “We’ve got a long way to go, but the work, I think, is really exciting,” she says.

In a follow-up study Behrmann conducted with Collins and nine other children — all of whom are missing areas of either their left or right hemisphere — eight of them, including Collins, showed absolutely normal vision function. The two who did not are children whose brain damage from seizures was more severe prior to their surgeries.

This sort of insight is needed to gauge when to perform a brain surgery like the one Collins had. At what age should parents agree to remove a tumor that’s causing epileptic seizures? Sometimes, resective surgery that removes brain tissue can make it difficult for a person to use and understand words; it can also, as it did in Collins’ case, result in visual impairment.

“Once we have a better picture of exactly what happens after we remove large segments of the brain, we may be able to counsel families more effectively,” says Taylor Abel, MD, a pediatric neurosurgeon who specializes in epilepsy surgery and arrived at the Children’s Hospital of Pittsburgh last summer to begin collaborating with Behrmann. “The goal should be to do whatever you can to stop the seizures and get off of medications as early in your life as possible. The sooner you do that, the sooner you can return to a normal developmental trajectory.”

It may even be the case, Abel and Behrmann point out, that some of the reorganization that took place in Collins’ brain started prior to his scheduled surgery. It’s not something Behrmann can prove, since all the research conducted on Collins has taken place post-surgery.

“When you have an abnormality in your brain that’s causing seizures, that abnormality can actually cause the brain to reorganize or start reorganizing before the surgery actually takes place,” Abel says. “But the other thing that sometimes happens is that the seizures affect the functions in the brain, and the brain doesn’t reorganize.”

Behrmann says one of the fundamental goals of her research is to study a large enough population of children to determine if there are patterns of optimal recovery based on the age they had their surgery. Reorganization to the degree Collins has experienced is impossible for adults undergoing similar surgery, Behrmann says, as they lack the neuroplasticity seen in children.

For Nicole and Carl, the surgery was unequivocally the right decision. “What was happening before the surgery was pretty awful,” Nicole says. “After surgery, the changes were only for the better. Yeah, he has his visual deficits. But everything else was for the better.”

In late 2017, a follow-up MRI at the Children’s Hospital of Pittsburgh showed that Collins’ tumor grew back. This time, though, it was the size of a pea. Two months later, in February 2018, surgeons opened his brain a second time. Collins says the prospect of a second surgery didn’t bother him; he just wanted the pea-size tumor out of his head so he wouldn’t have to worry about it. (The surgery went well, and he’s still tumor-free.)


Aswe close in on minute 24 of our chess match, I move my king in the corner of the board, still certain of my impending doom. Collins scans his remaining white pieces and then takes a look at where his king sits.

“Mate,” he says, looking up at me.

Checkmate for me, I realize, surprised by a victory I did not expect. Collins begins breaking down the moves he made, retracing some of his steps. It seems he forgot about a pawn of mine that was still on the board.

“I like losing,” he says. “Obviously, I like winning, too. But when you lose, you gain the knowledge.”

Even after losing a portion of his brain, Collins is still learning. His brain is still growing, still adapting — and, even if it’s not readily apparent, still changing.