Functionele netwerken in gezonde en zieke hersenen
Gaan hersenaandoeningen als Alzheimer of autisme gepaard met specifieke afwijkingen in de onderliggende communicatienetwerken in de hersenen? Als dat zo is kunnen subtiele veranderingen in die netwerken als marker fungeren voor hersenstoornissen. Neurowetenschapper Serge Rombouts gaat het met een landelijk consortium uitzoeken.
Een nieuwe vorm van functionele MRI heeft laten zien dat in de hersenen een geordend systeem van communicatienetwerken actief is. Met deze beeldvormende methode, Resting State fMRI geheten, kijken onderzoekers niet welke individuele hersengebieden ‘oplichten’ bij specifieke opdrachten of stimuli, maar hoe zich ‘hersenbreed’, en los van enige taak, patronen van functionele relaties tussen hersengebieden aftekenen. Functionele connectiviteit heet dat in het jargon.
Zelfde signaaltjes
‘Twee hersengebieden kunnen heel systematisch dezelfde signaaltjes laten zien. Zo zijn de linker en de rechter hersenhelft functioneel gekoppeld. Als ik mijn rechterarm opsteek zie je alleen activatie van de motorische cortex in de linker hersenhelft. Dat is geen verrassing. Maar op Resting State scans zie je dat tijdens rust de linker en rechter motorische gebieden wel degelijk gekoppeld zijn. Ze vertonen dezelfde oscillaties. En dat wisten we tot voor kort niet.’
Geneesmiddelen
Aan het woord is neurowetenschapper Serge Rombouts, die de Resting State fMRI een jaar of drie geleden in Leiden introduceerde. Rombouts is directeur van het interfacultaire Leiden Institute for Brain and Cognition (LIBC). In 2007 kreeg hij een Vidi-subsidie van NWO om te onderzoeken of je met die Resting State fMRI kunt zien wat geneesmiddelen doen in het brein. Dat onderzoek is in volle gang, en heeft al veelbelovende resultaten opgeleverd.
Diagnostiek
Nu gaat hij daarnaast met een interdisciplinair team van Nederlandse onderzoekers en niet-wetenschappelijke partnerorganisaties uitzoeken of je Resting State fMRI ook kunt gebruiken voor de diagnostiek en het monitoren van hersenenziekten en – stoornissen. Het gaat daarbij om veel voorkomende aandoeningen als Alzheimer en andere vormen van dementie, om ADHD, autisme, depressie of schizofrenie.
Aardgasbaten
Het consortium, dat door Rombouts zal worden gecoördineerd, gaat werken onder de vlag van een groot Nederlands onderzoeksprogramma over hersenen en cognitie, dat onlangs mocht starten met 20 miljoen euro uit de aardgasbaten, de zogeheten FES-gelden. FES staat voor Fonds Economische Structuurversterking. Voorwaarde voor financiering uit deze pot is dat het om onderzoek gaat dat in vrij korte tijd resultaten op kan leveren waar de maatschappij iets mee kan. Leidse onderzoekers gaan samenwerken met onderzoekers van verschillende universiteiten en universitair medische centra, maar ook met andere partners, zoals Philips.
Voor het eerst gecoördineerd
Kun je met behulp van Resting State hersenscans al in een vroeg stadium afwijkingen zien in communicatiepatronen? Kun je er het verloop van een ziekte mee volgen? En hoort bij iedere afzonderlijke stoornis misschien een eigen communicatiepatroon? ‘Er zijn zeker aanwijzingen voor’, zegt Rombouts. ‘Maar het onderzoeksinstrumentarium moet nog grotendeels ontwikkeld worden. Het is alleen al heel belangrijk dat in de vijf universitair medische centra die meedoen aan het project op precies dezelfde manier gemeten wordt. Bovendien moet je eerst weten hoe die functionele netwerken in gezonde hersenen er precies uitzien en zich gedurende het leven ontwikkelen. We gaan het onderzoek in Nederland nu voor het eerst gecoördineerd aanpakken.’
Vroeg stadium
De maatschappelijke urgentie van het onderzoek behoeft in ieder geval geen betoog. De genoemde ziekten en stoornissen staan volop in de belangstelling, dekken alle levensfasen, en veroorzaken veel persoonlijk leed en maatschappelijke en economische last. En een gevoelige en dus betrouwbare diagnostiek van vrijwel al deze aandoeningen is notoir lastig. De diagnose Alzheimer bijvoorbeeld kan nu niet in een vroeg stadium gesteld worden. Tegen de tijd dat hersenscans veranderingen laten zien in de structuur van de hersenen is de ziekte al zeer ver gevorderd. Resting State functionele MRI is daarentegen wel gevoelig. Rombouts: ‘Er zijn veel aanwijzingen dat je met functionele MRI, die dus niet de structuur maar de activiteit van de hersenen laat zien, al in een veel vroeger stadium subtiele afwijkingen in het functioneren van de hersenen kunt aanwijzen.’
Toekomstdroom
Gaat iedere ziekte gepaard met zijn eigen specifieke veranderingen in het communicatiepatroon? Ook dat willen de onderzoekers graag weten. ‘De toekomstdroom is dat we depressie, Alzheimer, autisme, enzovoorts, kunnen herkennen aan hun eigen afwijkende patroon van functionele connectiviteit’, zegt Rombouts. ‘We weten bijvoorbeeld nu al dat de hippocampus, die verantwoordelijk is voor veel geheugenfuncties, functioneel verbonden is met heel veel andere gebieden in de hersenen. Als je met een gestandaardiseerd instrumentarium kunt laten zien dat die communicatielijnen veranderen bij bepaalde ziektes, bijvoorbeeld depressie, dan heb je echt iets te bieden.’
Deze maand kreeg Serge Rombouts de C.J. Kokprijs toegekend. De prijs van het C.J. Kokfonds, die wordt toegekend aan personen die blijk hebben gegeven van een uitgesproken grote begaafdheid voor mathematische of medische problemen, is een geldbedrag van 2500 euro.
Project Functionele markers voor cognitieve stoornissen
Wetenschappelijke partners: Leids Universitair Medisch Centrum, UMC Utrecht, Universiteit Maastricht, VUMC, UMC Groningen.
Maatschappelijke partners: Philips, Alzheimer Nederland, Oudervereniging Balans.
Maandag 23 november 2009 officieel van start
Nationaal Initiatief Hersenen & Cognitie
Eerder in de Universitaire Nieuwsbrief
- Snel medicijnen zien werken in het brein (30 oktober 2007)
- Speurtocht naar het ontstaan van Alzheimer (22 april 2008)
- Jij hebt toch ook een obsessie? (26 juni 2007)