03 maart 2015

Zoveel mogelijk halen uit de hersenscanner

Wat hebben een kompas, klikspeelgoed, en leuke versieringen voor op je koelkast met elkaar gemeen? Ze maken gebruik van magnetisme. Zelfs onze aarde is een grote magneet. Magneten blijken ook extreem bruikbaar in veel natuurkundige experimenten, zoals het versnellen van kleine deeltjes. Maar blijft het nu bij nerdy gadgets of ingewikkelde natuurkunde?

Gelukkig niet, want magneten worden ook veel gebruikt voor iets dat veel dichter bij ons komt: het bestuderen van ons lichaam met magnetic resonance imaging, of MRI. MRIs bevatten magneten die ongelofelijk veel sterker zijn dan het aard-magnetisch veld.

24290532856 e1feed06b5 o
Een MRI-scanner maakt een soort foto van de activiteit in de hersenen.

Herrie Het is niet te hopen dat je al te vaak naar het ziekenhuis moet voor het maken van een ‘foto’ van bijvoorbeeld je enkel of je hoofd. Maar als het toch een keertje voorkomt, zijn er apparaten van alle soorten en maten die verschillende soorten plaatjes kunnen maken. Een bekende techniek is het maken van een Röntgenfoto om bijvoorbeeld botbreuken snel op te sporen. Dat is relatief makkelijk en gaat snel, in tegenstelling tot het maken van een MRI scan. Wat de meeste mensen zich daarvan herinneren, is vooral de enorme herrie, de lange duur, en de smalle buis waar je helemaal ingeschoven wordt. Een MRI scanner is bovendien gemiddeld veel duurder dan andere apparaten. Wat maakt MRI dan toch zo speciaal en onmisbaar in de kliniek en het onderzoek? Waarom zouden we er zo veel geld in investeren?

Small
Röntgen-foto van een bijna geheelde breuk aan de enkel.
Wikimedia commons / Jmh649

Gezonde proefpersonen Eén belangrijke reden is dat een MRI scan, in tegenstelling tot andere technieken, geen schadelijke straling met zich meebrengt. Dat is heel belangrijk voor de patiënt, maar ook voor onderzoek: je kunt zo ook dingen testen op gezonde proefpersonen. Maar wat een MRI scan nóg unieker maakt, is de enorme hoeveelheid verschillende plaatjes die je ermee kunt maken: behalve anatomische plaatjes kun je ook zien hoe de hersenen functioneren als je een simpele taak uitvoert zoals bewegen met je vingers, en je kunt zelfs kijken wat de structuur binnen een weefsel is. Dat laatste is extra verwonderlijk, want de 3D pixels waaruit een plaatje opgebouwd is zijn enkele millimeters groot, terwijl die structuren micrometers of zelfs kleiner zijn! Hoe is dit mogelijk?

Watermolecuul
Watermoleculen zijn magnetisch!
Solkoll/Plenz

Hoewel je het misschien niet direct zou verwachten, hebben de watermoleculen in je lichaam magnetische eigenschappen. En die kunnen we meten met de sterke magneten in een MRI-scanner.

Een biertje te veel Eén eigenschap van moleculen, en dat is ook waar mijn onderzoek over gaat, is dat ze nooit stilstaan: ze bewegen alle kanten op. Einstein noemde dit proces Brownian motion of diffusie. Je kunt het vergelijken met de manier van lopen als je nét een biertje te veel op hebt. Op je weg naar huis kom je allerlei obstakels tegen, en dat is niet anders voor de moleculen in je lichaam. Ze worden continu gehinderd in hun bewegingen, en ‘tasten’ zo als het ware de structuren in je weefsel af. In je hersenen bijvoorbeeld, kunnen moleculen beter bewegen in de richting van zenuwbundels, omdat ze in die richting de minste hinder ondervinden. Door te kijken naar de richting en grootte van de diffusie van een hoop deeltjes bij elkaar, kun je dus uitzoeken hoe de bedrading van je hersenen er uitziet.

In mijn onderzoek probeer ik meer en betere informatie te halen uit de diffusie MRI metingen, zodat we dit uiteindelijk misschien echt kunnen gaan gebruiken in de kliniek in toepassingen zoals neurochirurgie of bij het opsporen van bepaalde ziektes.

Voor meer over verschillende hersenscan-technieken, lees dit Kennislinkartikel.

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