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Anmerkung des Herausgebers : In diesem Einzelgespräch spricht der Chefredakteur von Medscape, Eric Topol, mit dem Neurowissenschaftler Adam Gazzaley, MD, PhD, über seine Pionierarbeit, die das therapeutische Potenzial von Videospielen nutzt, die eines Tages zur Behandlung von Depressionen beitragen können -traumatische Belastungsstörung, Autismus und Alzheimer-Krankheit.

Machen Sie sich auf den Weg, um das Gehirn zu verstehen

Eric J. Topol, MD : Hallo. Ich bin Eric Topol, Chefredakteur von Medscape. Heute habe ich das Privileg, Adam Gazzaley bei mir zu haben, der das Neuroscience Imaging Center an der Universität von Kalifornien in San Francisco (UCSF) leitet. Wir werden über die Pionierarbeit sprechen, die Adam und sein gesamtes Team geleistet haben. Beginnen wir mit Ihrem Hintergrund, Adam. Sie sind ein New Yorker und ein Absolvent der Bronx High School of Science. Sinai Medical Science Training Program und Berkeley.

Adam Gazzaley, MD, PhD : Ich habe nach meinem MD / PhD an der UCSF ein Neurologiestudium an der [University of Pennsylvania] absolviert, bin dann nach Berkeley gegangen, um einen Postdoc in Human Cognitive Neuroscience zu machen, und bin dann zurück zum UCSF gegangen.

Dr. Topol : Sie sind seit nicht ganz einem Jahrzehnt bei UCSF?

Dr. Gazzaley : Etwas mehr als ein Jahrzehnt.

Dr. Topol : Hatten Sie während Ihres Trainings eine Idee, dass Sie am Ende an der Verwendung von Videospielen arbeiten würden, um die Medizin zu wechseln?

Dr. Gazzaley : Nein. Das stand nicht auf meiner Tagesordnung. Ich wollte immer Forschung betreiben, die unser grundlegendes Verständnis des Gehirns beeinflusst, aber auch Menschen hilft. Das war immer eine Vision, aber wie wir alle wissen, ist es sehr schwer, beides zu tun. In Bezug auf die Verwendung von Technologien wie Videospielen als therapeutisches Instrument war dies nirgends in Sicht. Als ich zu UCSF kam, war das nicht in meinem Job.

Dr. Topol : Was war Ihr Pitch zu dieser Zeit?

Dr. Gazzaley : Zu dieser Zeit war mein Plan, mehrere verschiedene Werkzeuge wie funktionelle Bildgebung des Gehirns, EEG und transkranielle Magnetstimulation zu integrieren, um neuronale Netze zu manipulieren und zu verstehen, wie diese komplexen Wechselwirkungen zwischen Gehirnbereichen der Schnittstelle von Aufmerksamkeit und Gedächtnis zugrunde liegen. Ich stellte dieses Programm auf, um es in diese Tools zu integrieren, und veröffentlichte es 5 Jahre später in Nature Neuroscience [1] . Mein Ziel war die grundlegende kognitive Neurowissenschaft, um neuronale Netze und das alternde Gehirn zu verstehen.

Dr. Topol : Verwenden Sie diese verschiedenen Bildgebungsmodalitäten, um Netzwerke zu vergrößern und zu verstehen?

Dr. Gazzaley : Genau.

Dr. Topol : Haben Sie als Kind Atari gespielt? Was warst du?

Dr. Gazzaley : Atari. Du bist genau richtig. Ich habe mich sehr für Videospiele interessiert. Ich erinnere mich, wie ich sie gehackt und mit Freunden neu programmiert habe. Es gab all diese Löcher in diesen frühen Videospielen, die tatsächlich am meisten Spaß machten. Asteroids war das erste Spiel, das ich abgeschlossen habe. Viele Menschen wissen nicht, dass man mit Asteroiden tatsächlich gewinnen kann. Es dauert viele Stunden und dann ist es nur ein Blatt [auf dem Bildschirm]. Ich hatte während der Medizinschule und des Aufenthalts eine Durststrecke, aber es hat mir immer gefallen.

Dr. Topol : Haben Ihre Eltern Ihnen jemals gesagt: "Adam, nein, das können Sie nicht"?

Dr. Gazzaley : Das haben sie nicht. Wir haben nicht viel Fernsehen gesehen, als wir aufgewachsen sind. Als Videospiele zum ersten Mal auftauchten, wusste niemand viel über sie, also hatten wir eine Pause und spielten sie für lächerlich viele Stunden.

Spiele für das alternde Gehirn

Dr. Topol : Sie sind jetzt auf dem neuesten Stand der Bildgebung. Sie haben einen sehr interessanten Hintergrund, nicht nur in der Neurologie, sondern auch im kognitiven Hintergrund. Wann hatten Sie diesen Eureka-Moment, diesen Wechsel, um als Therapie in Videospiele einzusteigen?

Dr. Gazzaley : Ein Großteil meiner Forschung konzentrierte sich auf das alternde Gehirn und versuchte herauszufinden, was mit gesundem Altern geschieht, unabhängig von der Alzheimer-Krankheit und anderen Ursachen für Demenz. Was führt zu Beeinträchtigungen der fließenden Interaktion mit der Welt um uns herum, wenn wir älter werden? Wir stellten fest, dass es eine Last der Ablenkung und des Multitasking gibt, mit der jeder konfrontiert ist, die sich jedoch mit zunehmendem Alter verschlimmert. Wir haben die Netzwerke und die Gründe für diese Änderungen charakterisiert. Ich fing an, mehr Vorträge für die Öffentlichkeit zu halten. AARP lud mich ein, einem älteren Publikum eine Grundsatzrede zu halten und zu erklären, was in unserem Gehirn passiert, wenn wir älter werden.

Dr. Topol : Sie haben versucht zu erklären, warum alle Gehirne mit zunehmendem Alter verrotten?

Dr. Gazzaley : Genau. Es ging um Erinnerung und Altern. Wenn Sie einen wissenschaftlichen Vortrag zu diesem Thema mit ausgefeilten Bildgebungsmodalitäten halten, sind Akademiker fasziniert. Wenn Sie einer Gruppe älterer Erwachsener, die keine Wissenschaftler sind, einen Vortrag halten und den Vortrag mit den Worten "Das ist alles, was ich habe" beenden, ist das wie ein Filmende, in dem alle sterben und die Credits früh rollen. Das ist kein sehr befriedigender Film.

Ich erinnere mich, wie ich in ihre Gesichter schaute und dachte: "Wow. So möchte ich nicht, dass meine Geschichte mit den schlechten Nachrichten endet." Das war ein Übergangspunkt, an dem ich über das reine Verständnis des Gehirns hinaus darüber nachdachte, wie wir mit neuen Ansätzen genau diese Defizite verbessern können, die wir im Labor beschreiben. Das war die Motivation. Es geschah durch die Interaktion mit der Öffentlichkeit.

Dr. Topol : Bis dahin haben alle diese verschiedenen Medikamente gepusht. Es war alles eine Drogengeschichte. War jemand aufgeklärt worden, um zu sagen: "Vielleicht könnten wir Videospiele verwenden, um dies zu tun"?

Dr. Gazzaley : Nicht wirklich. In den frühen 2000er Jahren tauchte Literatur auf, die zeigt, dass junge Menschen, die Ego-Shooter und Action-Videospiele spielten, in ein Labor gebracht und ihre kognitiven Fähigkeiten, insbesondere die kognitive Kontrolle - Aufmerksamkeit, selektive Aufmerksamkeit, Widerstand gegen Ablenkung und Aufgabenwechsel - untersucht wurden waren ihren Kollegen überlegen, die keine Spiele spielten. Wenn Sie naive jüngere Erwachsene nahmen und sie spielen ließen, zeigten sie auch Verbesserungen in diesen Bereichen. Dies sind die gleichen Fähigkeiten, die mit zunehmendem Alter abnehmen.

Als Neurologe war ich sehr frustriert über die vorhandenen Werkzeuge. Die Medikamente, die wir geben, sind nicht zielgerichtet, daher sehen wir Nebenwirkungen. Sie sind nicht personalisiert in Bezug darauf, wie wir sie verschreiben, da die Daten auf großen Populationen basieren. Es ist sehr unbefriedigend. Wir haben damals tatsächlich einige Arzneimittelstudien gestartet, um zu sehen, ob es helfen könnte.

Dr. Topol : Sie haben sich die Bildgebung angesehen, um die Wirkung von Medikamenten zu bestimmen.

Dr. Gazzaley : Genau. Wir haben nachgefragt, ob wir diese Fähigkeiten ändern können. Ich habe in dieser traditionelleren Welt angefangen. Was mich antreibt, war der Versuch, einen Weg zu finden, das Gehirn selektiv zu aktivieren - die zugrunde liegende Recheneinheit des Gehirns, das neuronale Netzwerk, zu aktivieren, im Gegensatz zu Neurotransmittern, die stumpf sein werden, weil sie sich überall im Gehirn befinden. Das Nachdenken darüber, wie man das Gehirn selektiv aktiviert, führte mich zu den Werkzeugen, mit denen wir das Gehirn selektiv untersuchen. Dies sind diese kognitiven Paradigmen, diese psychologischen Tests.

Die Idee war, wenn wir wissen, dass sie das Gehirn selektiv aktivieren - was Sinn macht, [weil] sie eine Erfahrung sind und unser Gehirn selektiv auf Erfahrungen reagiert - könnten wir sie unsere Aufgaben im Wesentlichen "spielen" lassen, um sie zu aktivieren? Und dann, weil das Gehirn plastisch ist, sogar das ältere Gehirn, würde es lernen, wie man es besser macht. Das Problem war, dass niemand unsere Aufgaben für längere Zeit erledigen würde, weil sie unglaublich langweilig waren. Dies führte zu dem Moment, in dem Videospiele verwendet wurden. Sie stellen dich vor eine Herausforderung und sie sind immersiv und machen Spaß. Sie führen zu einem tiefen Spielverlauf. Das war die Idee: das, was wir bereits im Labor gemacht haben, zu nutzen, um diese Aufgaben zu entwerfen, um nicht zu testen, wie das Gehirn funktioniert, sondern um Druck auf die Systeme auszuüben, die wir aktivieren.

Game Designer geben die Falte

Dr. Topol : Mussten Sie eine Verbindung herstellen, weil Sie keine eigenen Videospiele erstellt haben?

Dr. Gazzaley : Das ist der Spaß am Leben zu sein. Auf Ihrem Weg können zufällige Ereignisse auftreten. Ich bin zufällig mit ein paar Leuten von LucasArts, Matt Omernick und Dmitry Andreev gut befreundet. Sie waren meine Freunde. Und ich war immer voller Ehrfurcht vor dem, was sie getan haben - sie haben Star Wars-Spiele entwickelt. Sie waren sehr aufgeregt über das Gehirn, wie die meisten Menschen. Früher haben wir uns getauscht: Ich bin auf die Skywalker Ranch gegangen und habe die erstaunliche Produktion eines Triple-A-Videospiels gesehen, und sie sind ins Labor gekommen, um zu sehen, was wir in Bezug auf die Bildgebung des Gehirns tun.

Wir dachten immer, es würde Spaß machen, eines Tages zusammenzuarbeiten, aber erst als ich an Videospiele dachte, dachte ich daran, sie zu fragen: "Hast du Zeit, dich freiwillig im Labor zu melden?" Ich hatte ein Design für dieses Videospiel. Es kam in einem Traum, der surreal, aber wahr ist. Ich wusste, dass wir es nicht in unserem Labor bauen konnten. Ich wandte mich an sie und sagte: "Was halten Sie von dieser Idee, die kognitiven Fähigkeiten älterer Erwachsener mithilfe eines maßgeschneiderten Videospiels zu verbessern, das Sie mir beim Aufbau helfen werden?" Sie waren sehr aufgeregt darüber.

Er sagte: „Ich habe Teenagern mein ganzes Leben lang beigebracht, wie man Außerirdische tötet. Ich bin bereit, meine Fähigkeiten für etwas anderes einzusetzen. '

Ich erinnere mich an Matts erste Reaktion. Er sagte: "Ich habe Teenagern mein ganzes Leben lang beigebracht, wie man Außerirdische tötet. Ich bin bereit, meine Fähigkeiten für etwas anderes einzusetzen." Das war das

Dr. Topol : War das das Spiel Neuroracer?

Dr. Gazzaley : Ja, das war das Spiel.

Dr. Topol : Das war 2013 auf dem Cover von Nature [2] . Das war ein Signal dafür, dass etwas los war, denn einen Nature-Artikel über Videospiele für die Therapie zu haben, war noch nie zuvor passiert. Die Dinge nahmen Fahrt auf und Sie sprachen nicht nur mit der Wissenschaftsgemeinschaft, sondern noch mehr mit der Öffentlichkeit, weil Sie eine Therapie haben.

An diesem Punkt führen Sie Studien durch und tun tatsächlich die Dinge, die an die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) gehen, als wäre es ein Medikament. Sie haben das Potenzial, viele verschiedene neurologische Erkrankungen zu beeinflussen. Die Liste umfasst Autismus, Alzheimer, Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung (ADHS) und traumatische Hirnverletzung. Die Liste ist lang. Wohin gehst du jetzt?

Dr. Gazzaley : Wir haben das Spiel gebaut und die Studie durchgeführt. Es war ein entscheidender Moment für uns. Kehren wir zu den traditionellen Therapien zurück oder war dies ein Signal für etwas? Zwei Dinge sind passiert. Ich habe das Spiel aus dem Labor in die Industrie verlegt, um es zu skalieren und große Studien durchzuführen. Ich habe gelernt, dass man in einem akademischen Labor Prototypen bauen kann, aber sie sind nichts, was in die Hände der Menschen gelangen könnte. Ich wollte, dass das passiert.

Nicht Ihre typischen Videospiele

Dr. Topol : War die Firma Akili?

Dr. Gazzaley : Ja. Akili Interactive ist ein Unternehmen, das wir mitbegründet haben. Die Leute von Lucas kamen ganztägig vorbei. Matt Omernick ist unser Chief Creative Officer. Es befindet sich in Boston und in Marin, genau hier in Nordkalifornien. Ich arbeite als wissenschaftlicher Berater und behalte meinen Tagesjob an der Universität. Wir hatten den Traum, die Engine hinter Neuroracer in ein Spiel zu bringen, das viel mehr Spaß macht, mit einem höheren Maß an Musik, Kunst und Geschichte, so dass es ansprechender ist, und mit engeren geschlossenen Schleifen, die der aktive Bestandteil des Spiels sind . Dies ermöglicht eine sehr schnelle Aktualisierung basierend auf Ihrer Leistung in Echtzeit.

Deshalb sind unsere Spiele keine normalen Videospiele. Sie bewerten ständig, wie genau und schnell Sie sind, und passen die Schwierigkeit dann auf personalisierte Weise an und skalieren sie. Man könnte es sich als Personal Trainer vorstellen - jede einzelne Sekunde drückt diese [kognitiven] Systeme auf selektive Weise, wenn sie durch Plastizität besser werden. Das Unternehmen verfügt nun über ein großes Team, das diese geschlossenen Kreisläufe noch komplizierter gestaltet hat als wir es bei Neuroracer getan haben.

Es wurde eine polarisierende Entscheidung getroffen, das Spiel nicht nur auf den Verbrauchermarkt zu bringen, sondern es für laufende klinische Studien zu sperren. Ich bin wirklich nur ein Berater.

Dr. Topol : Welcher Prozess ist am weitesten fortgeschritten?

Dr. Gazzaley : Die ADHS-Studie lieferte sehr aufregende Pilotdaten. Es gibt interessante vorläufige Daten zu Depressionen, posttraumatischen Belastungsstörungen, Autismus und Alzheimer. Sie alle haben interessante Daten, von denen wir einige erst vor wenigen Tagen gesammelt haben. Die ADHS-Population wurde als erstes Ziel identifiziert. In Umfragen würden fast 100% der Eltern eine nichtpharmazeutische Alternative für ihre Kinder in Betracht ziehen, bei denen ADHS diagnostiziert wurde.

Es ist in jeder Hinsicht eine Drogenstudie, außer es ist ein Videospiel und keine Pille.

Dr. Topol : Das wäre sehr beliebt.

Dr. Gazzaley : Das ist es. Das Bedürfnis wurde als sehr groß empfunden. Dieses Spiel hat die mechanistische, machbare klinische Phase verlassen und ist in eine Multisite-Studie mit vollständiger Zulassung mit Hunderten von Kindern eingetreten, um eine klinische Indikation für die Behandlung von ADHS zu erhalten.

Dr. Topol : Dies ist eine echte randomisierte Studie, in der eine Kontrollgruppe keine Spielbehandlung erhält.

Dr. Gazzaley : Sie bekommen etwas anderes. Es ist in jeder Hinsicht eine Drogenstudie, außer es ist ein Videospiel und keine Pille. Das Ziel war es, nach den aktuellen Regeln zu spielen. Es ist in vielerlei Hinsicht eine Herausforderung für das etablierte System. Wir haben gesagt, dass wir es genauso machen werden. Sobald die Dinge Fortschritte machen, sind wir uns bewusst, dass einige Änderungen am System notwendig sein werden. Spiele wiederholen sich im Gegensatz zu Drogen auf andere Weise.

Dr. Topol : Das Medscape-Publikum und die Ärzte im Allgemeinen wissen nicht zu schätzen, wie groß die Spielewelt wirklich ist. Das ist einfach außergewöhnlich.

Die Videospielbranche ist größer als die Film- und Musikindustrie in den USA.

Dr. Gazzaley : Die Videospielbranche ist größer als die Film- und Musikindustrie in den USA. Es ist völlig global und gleich viele Männer und Frauen spielen Videospiele. Viele ältere Erwachsene spielen sie. Der durchschnittliche Spieler ist jetzt fast 40 Jahre alt. Es wird nur zunehmen. Es ist die mächtigste Form interaktiver Medien. An sich ist es bereits ein starker Einflussfaktor für das Verhalten, aber wenn Sie sehr sorgfältig entwerfen und auf hoher Ebene validieren können, schaffen Sie etwas Neues.

Dr. Topol : Ich bewundere besonders, dass Sie nicht nur randomisierte Studien durchführen, sondern auch zur FDA gehen. Das musstest du nicht tun. Sie haben Neuroimaging durchgeführt, um die tatsächlichen Auswirkungen zu sehen. Sie kommen zur Wissenschaft der Videospiele. Es ist fantastisch.

Dr. Gazzaley : Wir sind immer noch Neurowissenschaftler in unserem Labor. Wir bauen viele andere Spiele. Neuroracer hat das Labor verlassen. Akili arbeitet an diesen großen Validierungsstudien, um im Wesentlichen die ersten verschreibungspflichtigen Videospiele als Therapeutika zu entwickeln. Im Labor inkubieren wir jetzt neue Spiele. Dort arbeite ich am liebsten - ich entwerfe das Design für das Spiel, das ein bestimmtes neuronales System herausfordert, und ziehe dann Profis an. Wir haben jetzt unser eigenes internes Spielteam und wir haben mehrere Spiele.

Dr. Topol : Warten Sie auf Ihre Träume für diese Entwürfe?

Dr. Gazzaley : Nein. Leider habe ich kein anderes Spiel geträumt. Ich wünschte ich hätte. Wir tauchen so tief wie nie zuvor ein, um herauszufinden, was [die Spiele] ändern. Ausgehend von MRT (strukturell und funktionell) und EEG führen wir Stresstests durch. Wir machen offensichtlich eine umfangreiche kognitive Batterie und jetzt Blutuntersuchungen, die Entzündungsmarker, Hormone und epigenetische Veränderungen untersuchen. Wenn es sich ändern kann, überwachen wir es.

Ist es echt?

Dr. Topol : Das ist faszinierend. Während Sie dieses Zeug auf eine hochwissenschaftliche Art und Weise gemacht haben, gibt es andere Brain-Food-Spiele, wie zum Beispiel Luminosity. Was denkst du darüber? Tun sie etwas?

Dr. Gazzaley : Das gesamte Gebiet ist auf einem soliden Fundament aufgebaut: Unser Gehirn besteht aus Kunststoff und kann sich aufgrund von Erfahrungen verändern. Deshalb kann all dies in erster Linie geschehen - es gibt diese starke Basis in der Plastizität. Allerdings wird nicht alles, was wir für unser Gehirn tun, gleich effektiv oder sogar gut sein, genauso wie nicht alles, was Sie in Ihren Mund stecken, gleich gut für Ihren Körper sein wird. Videospiele sind ebenfalls eine große Kategorie, ähnlich wie Drogen oder Lebensmittel. Es gibt viele verschiedene Arten.

Das Fundament ist gut, aber Sie können nicht einfach etwas bauen und sagen, dass das Gehirn Ihrem Gedächtnis hilft, weil es plastisch ist. Die Herausforderung besteht darin, es nicht nur aufzubauen, sondern auch zu validieren und sehr ernst zu nehmen, zu wissen, an wem es arbeitet und welche idealen Dosen es gibt. Das wurde nicht in dem Maße getan, wie wir es brauchen. Aus diesem Grund sehen Sie auf dem Markt Verwechslungen mit Verbrauchern und Aufsichtsbehörden. Wenn es nicht die FDA ist, ist es die FTC (Federal Trade Commission). Die Leute fragen: "Was ist hier los?"

Meine Mission ist es, es zu verlangsamen und zu fragen, ob hier etwas Reales ist. Wir sehen die Signale in unserem Labor. Ich sage nicht einmal mehr als: "Wir haben ein Signal." Wir haben genug Grund, tiefer zu schauen und sehr streng damit umzugehen. Das müssen wir jetzt tun.

Dr. Topol : Dies war ein schöner Rückblick auf die aufregende Arbeit, die Sie geleistet haben, um festzustellen, wie Videospiele die Neuroplastizität verändern können.

Vielen Dank, dass Sie sich uns angeschlossen haben, während wir weiterhin einige dieser interessanten Menschen in der Medizin nach Medscape bringen.