Dementie voorspellen

In de toekomst kan een arts dementie wellicht veel eerder herkennen dan nu het geval is. Een computeralgoritme kan dan op basis van hersenscans voorspellen hoe ons geheugen zich gaat ontwikkelen.

Wanneer een arts nu dementie vaststelt, is de ziekte al vergevorderd. Op een MRI-scan van het brein is dan te zien hoe het hersenweefsel is afgenomen. Uit onderzoek blijkt echter dat dementie onze hersenen ook op andere manieren beïnvloedt. De structuur van het brein verandert. Zenuwbanen verbinden delen van de hersenen minder goed. Er lijken daarnaast veranderingen op te treden in de functionele verbindingen: de koppelingen van hersenactiviteit die normaal gesproken bestaan tussen verschillende gebieden van het brein.

'Gezonde mensen met een genetische aanleg voor dementie hebben gemiddeld andere functionele verbindingen in hun hersenen dan mensen zonder die erfelijke aanleg', vertelt Serge Rombouts, onderzoeker bij het Instituut Psychologie van de Universiteit Leiden en bij het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). 'Enkele hersengebieden zijn minder sterk met elkaar verbonden, andere verbindingen juist sterker. Wij onderzoeken of die veranderingen in verband staan met de ontwikkeling van de ziekte.'

Patronen in data

Het onderzoek van Rombouts en zijn collega’s volgt verschillende groepen gezonde mensen, onder wie mensen met aanleg voor dementie. Zij krijgen regelmatig een hersenscan. Zodra de ziekte wordt vastgesteld, kunnen de onderzoekers terugkijken naar hersenscans van voorgaande jaren. Zo hopen ze veranderingen te vinden die in verband staan met de ziekte en ook te onderzoeken of ze aan de hand daarvan de ziekte hadden kunnen voorspellen.

Omdat nu nog niet bekend is welke veranderingen van belang zijn, is dat als zoeken naar een speld in een hooiberg. Zo zijn er snel duizend hersengebieden die functioneel met elkaar gekoppeld zijn, wat zorgt voor een half miljoen functionele verbindingen. Hetzelfde geldt voor de anatomische verbindingen. De onderzoekers maken daarom een selectie van welke gebieden vermoedelijk van belang zijn, gebaseerd op de kennis die ze al hebben. Daarnaast ontwikkelen ze zelflerende algoritmes: computerprogramma’s die zichzelf trainen om patronen te herkennen in die enorme hoeveelheid data. Deze moeten de relevante veranderingen op de scans eruit pikken.

Voorspellingen in de toekomst

Voordat de computer op grond van een hersenscan kan helpen voorspellen hoe ons geheugen zich zal ontwikkelen, moet er nog veel gebeuren, waarschuwt Rombouts. 'De uitkomsten van deze studie gelden in elk geval voor de groep mensen die we onderzocht hebben. Om de resultaten te valideren, moeten we nog veel meer groepen bestuderen. Daarnaast heeft elke soort scanner een eigen technologie. De ene technologie doet niet onder voor de ander maar door dat verschil geven de verschillende soorten scanners geen één op één vergelijkbare resultaten. Het algoritme moet daarop berekend zijn en bij elke scanner een betrouwbare analyse geven.'

De technologie die de Leidse onderzoekers ontwikkelen, is niet alleen voor dementie relevant. 'De methode die we ontwikkelen om hersenscans door te meten kan mogelijk helpen bij de diagnostiek van andere aandoeningen', vertelt Rombouts. 'Denk aan neurologische aandoeningen, zoals de ziekte van Parkinson, of psychiatrische aandoeningen zoals depressie. Op den duur kan deze methode zelfs bruikbaar zijn in het voorspellen van behandelingseffecten van verschillende medicijnen.'

Naast de Universiteit Leiden en het LUMC zijn verder ook het Erasmus MC, het VUmc Alzheimer Centrum en het Centre for Human Drug Research betrokken.  

Instituut Psychologie (sectie Methode & Statistiek)
Leiden Institute for Brain and Cognition (LIBC)
LUMC
Erasmus MC
VUmc Alzheimer Centrum
Centre for Human Drug Research