Je leest:

De vele kanten van het brein

De vele kanten van het brein

Auteur: | 1 september 2006

Hersenonderzoek is booming – niet alleen in het LUMC, maar wereldwijd. Het menselijk brein is altijd al gefascineerd geweest door zichzelf, maar met de opkomst van hersenziekten als Alzheimer is de belangstelling alleen nog maar toegenomen.

Ook buiten het medische vakgebied staan hersenen sterk in de belangstelling. Samenwerking en het gemeenschappelijk gebruik van geavanceerde apparatuur ligt voor de hand. Het Leiden Institute for Brain Cognition (lLIBC), dat in september officieel geopend wordt, komt dan ook niet uit de lucht vallen.

Hazenlip

Director dr. Serge Rombouts, zelf neurofysicus, somt op: “De taalkundigen zijn bijvoorbeeld geïnteresseerd in de gevolgen van schisis, een ‘hazenlip’, op de taalontwikkeling. En bij KNO willen ze met MRI’s proberen te voorspellen bij wie een cochleair implantaat (gehoorimplantaat voor doven, red.) gaat aanslaan en bij wie niet. De wiskundigen zullen helpen met het interpreteren van de meetgegevens: ze hebben daar veel kennis in huis op het gebied van dynamische systemen. Die gereedschappen kunnen ook worden aangewend voor MRI-signalen en elektro-encefalogrammen. Dat zijn elektrische signalen van de hersenen die vooral bij de faculteit Sociale Wetenschappen veel gebruikt worden, ze kunnen via de hoofdhuid gemeten worden.”

De oprichting van het LIBC was een initiatief van neuroradioloog prof. dr. Mark van Buchem, taalkundige prof. dr. Lisa Cheng en cognitief psycholoog prof. dr. Bernhard Hommel, de huidige programmaleiders. Ze nodigden wiskundige prof. dr. Sjoerd Verduyn Lunel uit als vierde programmaleider. In het LIBC zijn naast het LUMC ook de faculteiten Letteren, Sociale Wetenschappen en Wiskunde & Natuurwetenschappen vertegenwoordigd. Rombouts vormt samen met hoogleraar psycho-/neurolinguïstiek prof. dr. Niels Schiller en dr. Frank van der Velde, fysicus en psycholoog, het dagelijks bestuur.

Apparatuur en expertise

Samen zullen de wetenschappers meer kennis gaan vergaren over de werking van onze hersenen. Onderzoekers van alle deelnemende faculteiten kunnen een onderzoeksvoorstel indienen bij het LIBC. Als dat goedgekeurd wordt, kunnen ze gebruik maken van alle apparatuur en expertise die in huis is.

De nieuwste technieken maken veel meer mogelijk. Rombouts: “Zelf ben ik op het VUmc elf jaar bezig geweest met functionele MRI (fmri). Met ‘gewone’ MRI kun je vorm en structuur van de hersenen in beeld brengen – hoe sterker het magneetveld van de MRI-scanner, hoe nauwkeuriger het beeld. In 1992 ontwikkelde men daarnaast fMRI, waarmee je kunt zien welke hersendelen actief zijn tijdens het uitvoeren van taken. De techniek maakt daarvoor gebruik van de zuurstofconcentratie in het bloed – die verandert namelijk als hersengebieden actief worden.”

Langzamer op gang

Voor Rombouts eigen promotieonderzoek keek hij met fMRI naar de ziekte van Alzheimer. “Wat mij fascineert is wat er misgaat in de hersenen bij ziekte”, legt hij uit. “Bij het VUmc vroegen we ons af: kun je met fMRI al eerder veranderingen zien in de hersenen van patiënten dan met MRI? Met andere woorden: verandert de met fMRI gemeten functie van de hersendelen eerder dan hun met MRI gemeten anatomische structuur? Deze vraag is nog niet beantwoord voor de ziekte van Alzheimer. Maar we weten wel dat hersenactiviteit bij mensen met een genetisch verhoogde kans op dementie anders is dan bij anderen. We hebben ook gekeken naar patiënten met milde geestelijke achteruitgang. Sommige van die patiënten worden dement, maar niet allemaal. In verschillende andere onderzoeken was al aangetoond dat de activiteit in de hersenen bij patiënten lager was, terwijl sommige onderzoekers juist een hogere activiteit waarnamen. Wij zagen vooral dat de activiteit langzamer op gang komt.”

“fMRI lijkt ook veelbelovend om in de hersenen te zien wat medicijnen bij verschillende patiënten doen met hersenactiviteit. We zagen bij patiënten al één dag na het slikken veranderingen in de hersenen”, vertelt Rombouts. Hij onderzocht de werking van medicijnen tegen Alzheimer. “Die zijn inderdaad nog niet zo veelbelovend: het enige effect is een bescheiden vertraging van het ziekteproces. Maar dat is het gemiddelde voor de hele groep, sommige patiënten blijken er meer baat bij te hebben dan andere.”

In rust

Hier in het LUMC wil Rombouts nog meer klinisch gerelateerd onderzoek met fMRI gaan doen. “Naar Alzheimer inderdaad, maar ook naar bijvoorbeeld migraine en ‘normale’ veroudering – twee gebieden waarop men in Leiden erg actief is.” Hij koestert hoge verwachtingen van een heel nieuwe vorm van fMRI, namelijk fMRI terwijl de hersenen in rust zijn. “Bij fMRI is het gangbaar om scans te maken terwijl iemand een taak uitvoert, zoals met de vingers bewegen, of gestimuleerd wordt met bijvoorbeeld een lichtflits – dan licht de primaire visuele cortex in het achterhoofd op. Maar wat heel nieuw en veelbelovend is, is het kijken naar hersenen in rust. Zonder activiteiten, maar terwijl de persoon wel wakker is.”

“Onderzoek tijdens rust is mooi reproduceerbaar”, zegt Rombouts. “Bij een taak is dat toch lastiger. De ene proefpersoon zal een taak net iets anders uitvoeren dan de andere, dat maakt de resultaten moeilijk vergelijkbaar. Een taak uitvoeren is daarom soms een verstorende factor.” Met fmri in rusttoestand worden bovendien verrassende dingen zichtbaar. “Zo blijken signalen die we registreren uit bepaalde hersengebieden gelijktijdige patronen te vertonen. Daaruit kun je afleiden dat die verschillende functionele gebieden aan elkaar gekoppeld zijn.”

Netwerken

Volgens de nieuwste inzichten gaat het in de hersenen sowieso meer om netwerken van gebieden die samenwerken en die samen geactiveerd of gedeactiveerd worden, dan om gebiedjes die bij een bepaalde activiteit horen, aldus Rombouts. “Er blijkt een zogenoemd default network te zijn, bestaande uit een gebiedje voorin het hoofd en eentje achterin, dat in rust geactiveerd is maar bij bijna alle taken – ongeacht door welk hersengebied ze uitgevoerd worden – gedeactiveerd wordt. Misschien heeft het netwerk iets te maken met mijmeren, herinneringen ophalen, zelfreflectie: activiteiten die in rust voorkomen maar die onderbroken worden zodra je echt iets gaat doen.” Bij Alzheimerpatiënten blijkt dit default network overigens verstoord. “Waarschijnlijk is het in rust niet actief genoeg en valt er dus weinig te deactiveren als er een taak verricht moet worden.”

7 Tesla

Naast het ontwikkelen van de rusttoestand-fMRI’s wil Rombouts die ook correleren aan de bekende taak-fMRI’s. “Dat vereist heel wat analyse. Bovendien wil ik er ook de verbindingsbanen tussen hersendelen bij betrekken. Die kunnen gemeten worden met weer een andere techniek: DTI-MRI.” Werk genoeg dus. Heeft Rombouts nog meer toekomstdromen voor het hersenonderzoek? “Ja, ik verwacht bijvoorbeeld veel van moleculaire beeldvorming met hoge-veldsterkte-MRI. Volgend jaar kunnen we daarvoor de 7 Tesla-machine gaan gebruiken. En door bepaalde stoffen toe te dienen als contrastmiddel, zou je nog meer structuren kunnen zien of in de tijd kunnen volgen. Denk aan de plaques die zich bij Alzheimerpatiënten ophopen en die je nu alleen met een PET-scan in beeld kan brengen.”

De nieuwe werkomgeving bevalt Rombouts goed. “Op dit moment ben ik nog aan het werven voor mijn eigen onderzoek. We willen twee promovendi en een postdoc aannemen, er zijn 49 sollicitatiebrieven binnengekomen. Natuurlijk is het wel even wennen hier – in het VUmc kende ik na elf jaar overal de weg, hier moet ik opnieuw beginnen. En helaas voor mij is Van Buchem, een van de oprichters van het instituut, voor een jaar in Boston om ervaring op te doen met moleculaire beeldvorming, dus die kon me alleen via de telefoon op weg helpen. Maar in september komt hij weer terug. En verder bevalt het me erg goed om met zoveel verschillende faculteiten samen te werken; dat is echt uniek!”

Dit artikel is een publicatie van Cicero (LUMC).
© Cicero (LUMC), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 september 2006

Discussieer mee

0

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

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.