Medicinska mirakel i dikt och verklighet

Den engelska författaren Mary Shelley (1797–1851), gift med poeten Percy Shelley, skrev vad som kan anses vara den första science fiction-romanen. Inspiration till verket fick hon genom samtal om skräckgenren med maken och dennes poetkollega Lord Byron. »Frankenstein; or, The Modern Prometheus« utkom anonymt i London 1818, men den andra upplaga som utgavs i Paris 1823 bar redan författarens namn. Boken blev känd framför allt genom bearbetningar av texten för teaterföreställningar. Berättelsen filmades för första gången redan 1910, varefter otaliga mer eller mindre fantasirika varianter i olika medier slukades av en stor publik genom åren. Huvudpersonen i romanen är den unge vetenskapsmannen Victor Frankenstein. På universitetet i Ingolstadt studerar han naturvetenskap, i synnerhet kemi, och läser också om alkemi. Han tillägnar sig förmågan att ge döda föremål liv. Slutligen skapar han en »människa« men misslyckas med att ge varelsen skönhet. Det blir i stället ett skräckinjagande fult monster som skrämmer bort alla människor det möter. Efter en rad dramatiska förvecklingar dör Frankenstein, och monstret försvinner ut i Norra ishavets kalla mörker, efter att ha erkänt sin ondska. 

I verkligheten var alkemi en vetenskap i den klassiska grekisk-romerska kulturen och transporterades via den arabiska till Europa. Alkemisterna sökte framställa guld från oädla metaller som bly, men framför allt letade de efter urämnet »de vises sten«, som skulle bidra till att bota sjukdomar och förlänga livet. Så småningom utvecklades den moderna vetenskapliga kemin delvis med rötter i alkemin. Sedermera har moderna kärnforskare lyckats omvandla små mängder kväve till syre, och vismut till guld. En del kemiforskning syftar till att visa hur liv kan ha uppstått på jorden. Således simulerade Stanley L Miller och Harold C Urey i ett experiment 1953 det unga jordklotets miljö: vatten förångades och kom i kontakt med metan, ammoniak, koldioxid och väte för att bilda en konstgjord atmosfär där urladdningar mellan två elektroder fick simulera åska. Förutom sockerarter och andra organiska molekyler bildades mer än 20 olika aminosyror i processen.

Den engelska författaren Roald Dahl (1916–1990) är mest känd för sina noveller med oväntade slutpoänger. I antologin »Kiss Kiss«, som utkom 1960, finns novellen »William and Mary«. William är en ansedd filosof som dör av cancer men dessförinnan övertalas av sin läkare att låta sin hjärna, tillsammans med ett öga, sänkas ned i ett kärl med Ringers lösning och anslutas till en hjärt–lungmaskin. William skulle kunna leva i upp till 200 år under dessa omständigheter, och han accepterar förslaget efter något betänkande. Mary, som har varit hans strängt puritanskt hållna hustru, beslutar sig för att lägga beslag på hjärnan och ögat i den med Ringervätska fyllda apparaten, som också är kopplad till högtalare för att registrera hjärnaktiviteten. Mary tar hem boxen och sätter sig framför den inom synhåll för Williams öga. Hon är iklädd en utmanande cocktailklänning, och håller en drink i ena handen och en cigarett i den andra. Hon njuter av att lyssna till det våldsamma sprakandet från boxens högtalare.

Också brottstycken av den verkliga världen har tidvis varit lika bisarra. Den kosmopolitiske fysiologen Charles-Édouard Brown-Séquard dekapiterade 1857 en hund, vars huvud sedan försörjdes med syresatt blod. Resultatet var att muskelaktivitet kunde registreras. Den ryske forskaren Sergej Brjuchonenko kunde 1928 visa att en isolerad hundhjärna fortsatte att leva när den kopplades till en cirkulationsmaskin. Den amerikanske neurokirurgen Robert J White transplanterade 1970 en apas huvud till kroppen på en annan apa, men en avstötningsreaktion avslutade experimentet efter nio dagar. Liknande experiment med människohjärnor har sannolikt aldrig utförts. Däremot är elektrofysiologiska experiment med skivor av hjärnor framför allt från gnagare badande i konstgjord cerebrospinalvätska en standardteknik inom neurofysiologin.

Den amerikanska läkaren och författaren Michael Crichton (1942–2008) skrev framför allt science fiction-romaner med en tydlig förankring i den verkliga högteknologiska världen. Hans bäst kända roman är nog »Jurassic Park« (1990). Men redan 1972 utkom »The terminal man« (på svenska »Chock!«). Huvudpersonen är datorspecialisten Benson, som vid en bil-olycka får en hjärnskada som orsakar epileptiska anfall följda av retrograd amnesi under vilka han blir våldsam. För att hindra anfallen får han ett komplex av 40 elektroder inopererat i hjärnan, och elektroderna är kopplade till en mikrodator som övervakar hjärnans aktivitet och försöker kupera anfallen med elektriska pulser. Mikrodatorn har storleken av ett frimärke, väger tre gram och drivs av elektricitet genererad av en enhet knappt så stor som ett cigarettpaket, med plutonium som energikälla. Men anfallen blir mer frekventa och man upptäcker att Benson kan initiera anfall som ger honom njutning. Efter diverse våldsamma episoder attackerar han en psykiater och blir under handgemänget dödad av ett vådaskott.

Under kejsar Tiberius tid, i den verkliga världen omkring år 15 e Kr, trampade en man som led av gikt på en elektrisk fisk (darrocka, som har en kapacitet på 60 till 230 volt) och fick en ordentlig stöt. Läkaren Scribonius noterade att mannen, när han kvicknade till, upplevde betydligt mindre smärta. Darrockor började rekommenderas för behandling av smärta. På 1700-talet intresserade sig Benjamin Franklin och Luigi Galvani för hur elektricitet påverkade muskler. På 1800-talet blev det möjligt att använda elektrisk ström på ett kontrollerat sätt, vilket då kom att tillämpas på nervsystemet hos försöksdjur samt vid enstaka neurokirurgiska ingrepp. Under 1900-talet blev elektrisk stimulering i syfte att kon-trollera målområdet under neurokirurgiska ingrepp allt vanligare när de stereotaktiska instrumenten utvecklades. De under 1960-talet framtagna stimulatorerna för smärtbehandling hade ryggmärgen som mål. De var delvis implanterbara – senare kom den fullständigt implanterbara modellen.

En relativt ny invasiv behandlingsteknik är djup hjärnstimulering (DBS). Den blev godkänd i USA 1997, först för behandling av essentiell tremor. Men rapporter om behandlingsförsök med DBS publicerades så tidigt som 1980, då för behandling av intentionstremor genom stimulering av talamus. Proceduren vid DBS går till så att man placerar elektroder i den aktuella strukturen i hjärnan och förbinder dem med en pacemaker, inopererad subkutant under nyckelbenet, som levererar elektriska impulser. DBS används för att lindra svåra och terapiresistenta fall av sjukdomar som essentiell tremor, Parkinsons sjukdom, dystoni, kronisk smärta och affektiva sjukdomar som depression. Medaljens baksida är komplikationer vid den kirurgiska proceduren och biverkningar efteråt.

Neurologiska sjukdomar undersöks i dag som tidigare med olika metoder – allt från patologins, radiologins och genetikens områden – men man har ännu inte lyckats utveckla djurexperimentella modeller som adekvat speglar den mänskliga hjärnans utveckling. Nu har Madeline A Lancaster och medförfattare (Nature. 2013;501:373-9; se också Science. 2013;342:200-1) utvecklat en »humanmodell« baserad på humana embryonala stamceller (ES). Man odlade ES i droppar av Matrigel (en gelatinös blandning av proteiner) med tillsats av retinoinsyra – en nödvändig komponent vid neurogenesen i hjärnbarken. Efter så kort tid som 20–30 dagar hade cerebrala organoider med diametrar upp till 4 mm bildats. Forskarna fann att organoiderna genomgick en del av den »normala« embryologiska utvecklingen så att tydliga regioner som framhjärna, mitthjärna, bakhjärna, hippocampus, hjärnhinnor, plexus choroideus samt retina uppstod. Migration av neuron från djupet till ytligare delar av hjärnbarken kunde också ses och »aktionspotentialer« registreras. Slutligen visade man att den cerebrala organoiden var en bättre modell för studier av mikrocefalins genetik än musmodellen.

Det är ännu för tidigt att diskutera etiska aspekter på möjligheten att någon grad av medvetande skulle kunna uppstå i ett provrör. Först måste tekniken att odla cerebrala organoider utvecklas så att dessa blir betydligt större än de fyra millimeter, som är dagens maximum. Begränsningen bottnar sannolikt i bristande blodförsörjning – men ES har en dokumenterad förmåga att bilda blodkärl.