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 is 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.'
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)
Onderzoeksprofileringsgebied: Brain function and dysfunction
over the lifespan
(24 november 2009/HP)
Nieuwsredactie - 24/11/2009
Universiteit Leiden