21 augustus 2017

Een stapje dichter bij het ontrafelen van de hersenen

Grote onderzoeksbeurs

Blij verrast was ik toen ik mijn eerste grote onderzoeksbeurs mocht ontvangen. Nu kan ik nog dieper ingaan op diffusie MRI en zo verder met het ontrafelen van de hersenen!

Ik stond op het punt om een eitje te bakken voor mezelf toen plotseling het bekende geluid uit mijn computer klonk. E-mail ontvangen. Ach, dat kan best even wachten tot na het eten (wat zeggen ze ook alweer, ‘offline is the new luxury?’). Wat ik toen nog niet wist was dat deze e-mail mijn komende jaren, heel misschien wel eens de rest van mijn carrière, behoorlijk kon gaan veranderen.

Brain 1773892 1280
De komende twee jaar kan ik met de Rubicon beurs van NWO me dieper bezighouden met het ontrafelen van de hersenen!

Want ik had zojuist mijn eerste grote onderzoeksbeurs ontvangen. Wacht even… IK HAD ZOJUIST MIJN EERSTE GROTE ONDERZOEKSBEURS ONTVANGEN??!!?! Het is geen geheim dat het thema ‘onderzoeksbeurs’ menig onderzoeker lichte hoofdpijn bezorgt. Je moet enorm je best doen om jouw idee voor het verbeteren van dat heel-belangrijke-maar-super-specifieke-probleem op een begrijpelijke en overtuigende manier op te schrijven, maar de slagingskans daalt elk jaar. Het is misschien een beetje zoals deel mogen nemen aan een radioquiz waarbij je een hoop vragen goed hebt beantwoord, en dan hangt het net af van die allerlaatste ontzettend moeilijke vraag of je de prijs wint.

En dat terwijl de meeste onderzoeksvoorstellen echt goed zijn; er is niet genoeg geld voor alle goede voorstellen en de kans is dus best groot dat je je goed uitgedachte idee niet kunt uitvoeren. Tegelijkertijd word je als wetenschapper beoordeeld op aantallen en ‘impact’: meer wetenschappelijke publicaties in hoogstaande tijdschriften vergroten de kans op een beurs, die op zijn beurt weer de kans op publicaties vergroot.

Dat vooruitzicht is voor ons jonge onderzoekers best een beetje eng. Met goede ideeën en ‘je best doen’ kom je er dus niet vanzelf. Er is gelukkig wel steeds meer aandacht voor de verbeterpunten in het wetenschappelijke systeem en of het tellen van papers en beurzen wel de beste manier is om ‘succes’ te meten.

Boost

Je kunt je dus misschien wel voorstellen hoe blij ik was met deze kans!! Je kunt als onderzoeker zelf wel overtuigd zijn van je idee, maar nu hadden anderen dus ook vertrouwen hierin. Het krijgen van zo’n beurs is echt een hele boost voor een jonge onderzoeker met een passie voor wetenschap, maar soms ook met onzekerheden ;) Nu kon ik echt mijn eigen plannen gaan realiseren!

De komende twee jaar kan ik met de Rubiconbeurs van NWO me dieper bezighouden met het ontrafelen van de hersenen. Tijdens mijn promotieonderzoek heb ik veel gewerkt aan de techniek diffusie MRI om de hersenen te onderzoeken, daarover heb ik al geschreven in een eerdere blog. Met diffusie MRI is ontzettend veel mogelijk, en door deze technologie hebben we voor het eerst een veel beter idee hoe de bedrading van onze hersenen eruit ziet. Maar er zijn ook een aantal problemen met de metingen en de wiskundige modellen die we op deze metingen toepassen. Dat wil ik dus onderzoeken!

Sigaarvorm

Een probleem is dat onderzoekers in het veld zo enthousiast zijn geworden over de techniek, dat we er misschien wel te veel van vragen: we willen niet alleen weten hoe de bedrading in onze hersenen precies loopt, maar ook of de bedrading nog intact is. Dat is bijvoorbeeld belangrijk bij veel ziektes in de witte stof in onze hersenen, wanneer de myeline (de vetachtige substantie die de zenuwbanen isoleert) aangetast is of wanneer de zenuwbanen onbedoeld afgebroken worden door het lichaam. Het wiskundig model dat het meest gebruikt wordt om dit te onderzoeken is de diffusietensor. Een tensor kun je afbeelden als een ellipsoide (Fig. 1), en we kunnen veel nuttige eigenschappen afleiding uit de vorm en richting van deze tensor.

Schermafbeelding 2017 08 15 om 14.29.00
Fig. 1: Uit de diffusie MRI metingen is een diffusietensor berekend op elke locatie in de hersenen. Ze zijn gekleurd aan de hand van de richting van de tensor: blauw is van boven naar beneden, rood is van links naar rechts, en groen is van voor naar achteren. De vorm van de tensor is ook belangrijk.
Providi-lab.org

De richting van de tensor geeft bijvoorbeeld een indicatie over de richting van de zenuwbanen op die plek. Soms heeft de tensor een ‘sigaarvorm’; de zenuwbanen zijn dan vaak strak gebundeld en lopen vooral dezelfde kant op. In veel verschillende ziektes is gevonden dat de tensors minder sigaarvormig worden op sommige plekken. Dat is dus een belangrijke aanwijzing dat er iets veranderd is in de zenuwbundels. Maar wat er precies veranderd is weten we niet zo goed: het kan bijvoorbeeld dat er minder zenuwbundels zijn dan voorheen, of dat de myeline afgebroken is (Fig. 2). Daar geeft het diffusietensormodel geen antwoord op.

Schermafbeelding 2017 08 15 om 14.28.44
Fig. 2: Het minder sigaarvormig worden van de diffusietensor kan verschillende oorzaken hebben, waaronder: zenuwvezels die zijn verdwenen, de myeline is afgebroken, er zijn meer zenuwvezels bijgekomen maar in een andere richting, of er is iets anders aan de hand, bijvoorbeeld oedeemvorming (vochtophoping).
Chantal Tax voor NEMO Kennislink

Vastbijten

Er zijn meer ingewikkelde modellen bedacht door onderzoekers om meer specifiek te zeggen wat er mis is. Maar het schatten van de parameters (de interessante maar onbekende variabelen in een wiskundig model, zoals de ruimte die de zenuwvezels in beslag nemen ten opzichte van de ruimte daarbuiten) uit de diffusie MRI metingen blijkt vaak lastig en er is niet altijd een eenduidig antwoord. Misschien ligt het probleem dus, naast de modellen die we gebruiken, ook in de metingen: om meer verschillende dingen te weten te komen zullen we ook meer verschillende metingen moeten doen.

Ik heb nu de mogelijkheid om, met een van de krachtigste MRI scanners van de wereld, verschillende metingen te combineren om een completer plaatje te maken van de microstructuur van de zenuwbanen. Dit combineer ik met de laatste ontwikkelingen in wiskundige modellering. Het mooie is dat de nieuwe technologie ook meteen toegepast kan worden: veel van mijn nieuwe collega’s doen onderzoek naar de veranderingen in de zenuwbanen bij verschillende ziektes. Er wordt nauw samengewerkt met neurochirurgen, neurologen, en radiologen. Ik ben net begonnen met dit nieuwe project, en ik denk dat dit wel een van de mooiste fases is van onderzoek doen: je helemaal vastbijten in een onopgelost probleem!

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE