Anna Marie Duke nasce a New York nel contesto di una famiglia estremamente fragile. Il padre era alcolizzato e la madre era affetta da disturbo bipolare non diagnosticato. I primi 6 anni di vita Anne Marie li vive nel mezzo di violenti litigi tra i suoi genitori, seguiti da lunghe assenze del padre, nelle quali l`atmosfera di casa era tutto tranne che quieta e rassicurante. L`intresse del fratello maggiore Raymond, per il mondo del cinema attira l`attenzione dei manager cinematografici Ethel e John Ross, i quali si ritrovano a frequentare casa Duke.
I Ross riconobbero in Anna Duke, allora una bimba di appena 8 anni, un talento inestimabile, che avrebbe potuto cambiare lo stile di vita di tutta la famiglia ed anche il loro stesso.
Per primo le cambiarono il nome: “Anna Marie è morta. D`ora in poi tu sei Patty”. 
Patty era tredicenne quando interpretò Helen Keller in “The Miracle Worker” (Anna dei miracoli), dove recitava pure Anne Bancroft (nel ruolo della tutrice di Helen, Annie Sullivan).
3 anni dopo, Patty 16enne vince per il ruolo l`Oscar, il primo Oscar della storia ad essere conferito ad un minorenne.
Patty ricorda che i coniugi Ross non permisero a sua madre di assistere alla cerimonia degli Oscar.
Dal 1963 al 1966 Patty recita nella sua propria serie tv, Patty Duke Show, nella quale interpreta due ruoli, quello di una normale teen-ager americana, e quello della cuginetta della teen-ager, in versione britannica.
Dismesse le scene però, ridiventava la creatura di John Ross.
Ross la obbligava a fare i compiti per scuola, a cucinare, ma anche a divertirsi come una “grande”, poteva bere e drogarsi come faceva lui, ed era anche tenuta a tenergli compagnia a letto.
Patty adesso dice che ha avuto bisogno di anni di psicoterapia per far affiorare alla mente questi fatti,  li aveva seppelliti molto in profondità. Viveva una facciata sul set, talmente serena ed allegra, che nessuno degli altri attori della serie aveva mai sospettato del suo dramma, dei suoi ricatti ed abusi.

Compiuti 18 anni nel 1965 Patty sfugge alle grinfie dei Ross, sposando Harry Falk, un assistente alla direzione della serie Patty Duke Show. Falk aveva 32 anni.

Ad un certo punto la serie tv accenna a perdere i colpi ed il contratto non viene rinnovato.
Patty entra in depressione. Alla depressione segue la fase maniacale accompagnata da una rimarcata anoressia, quindi tentativi di suicidio ed abuso di droga ed alcool.

Patty ed Harry Falk divorziano nel 1969.

Un anno dopo Patty si lega a John Astin, un attore, e rimane incinta.
Purtroppo viene colta da una crisi maniacale nel frattempo e si sposa con un semi-sconosciuto, dal quale divorzierà dopo soli 13 giorni.
Astin riconosce comunque il figlio, che avrà nome Sean Astin (noto dal Signore degli Anelli).
Successivamente nel 1972 Astin sposerà Patty, portando in dote con lui 3 figli avuti da unioni precedenti.

In tutto Patty Duke gestiva una famiglia composta da cinque figli e si spostava di stato in stato, continuamente, per seguire le tournee teatrali.
Cosa che lei odiava profondamente, come vita.
Successivamente affermerà di aver accettato il tutto per la forte dipendenza emotiva nutrita nei confronti di Astin, una figura paterna per lei.
Nel 1976 vince un Grammy per "Capitani e re".
Nel 1982, separatasi da Astin, si fa diagnosticare definitivamente la malattia bipolare.
Il litio ne è stata la scappatoia.
Nel 1986 sposa Micheal Pearce, quindi pubblica la sua autobiografia “Chiamatemi Anna”.

Insieme alla giornalista medica Gloria Holchman pubblica “A brilliant madness: Living with Manic-Depressive Illness", tradotto in italiano con il titolo "Un`estroversa pazzia" nel 1992, libro sul bipolarismo.

Inoltre nel 1999 riporta alla luce il suo show: The Patty Duke Show: Still Rockin`in Brooklyn Heights, con lo stesso cast di quando era una ragazzina. Due suoi figli sono diventati attori a loro volta, Mackenzie e Sean Astin.

Sito di Patty Duke.
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