Doneer nu
Handleiding

Het ‘ExMachina’ project

januari 2021

De ‘ExMachina’ studie: patiëntvriendelijke elektrische hersenstimulatie tegen de ziekte van Alzheimer

Door wetenschappelijk onderzoek in de afgelopen jaren zijn we te weten gekomen dat al in een heel vroeg stadium van de ziekte van Alzheimer hersencellen zich anders gaan gedragen. Hoewel al geruime tijd bekend was dat hersencellen later in de ziekte vooral traag worden (in het doorgeven van signalen aan elkaar), zijn ze in het begin juist ‘hyperactief’, met name in de hersengebieden die belangrijk zijn voor het geheugen. Deze hyperactiviteit is een gevolg van onderliggende hersenschade (eiwitneerslag), en leidt tot verstoorde hersenfunctie op grotere schaal, en daarmee tot problemen in het denken. Experts denken daarom dat je met het bijsturen van de hersencellen de ziekte wellicht zou kunnen afremmen en de klachten zou kunnen verminderen. Maar… onze hersenen zijn erg complex, en we begrijpen eigenlijk nog niet goed genoeg hoe de activiteit in de hersenen gecoördineerd wordt. Waar begin je met bijsturen? En, minstens zo belangrijk, hoe doe je dit op een patiëntvriendelijke manier?

Het 'ExMachina' projectExMachina: computermodellen vinden de beste manier om de hersenen bij te sturen

De ExMachina studie probeert hier een antwoord op te vinden. ExMachina staat voor ‘excitability modelling and correction to heal impaired neuronal networks in Alzheimer’ (het modelleren en corrigeren van overprikkelde hersennetwerken bij de ziekte van Alzheimer). We weten inmiddels uit onderzoek in grote lijnen hoe en waar in de hersenen hersenactiviteit vooral verandert gedurende de ziekte van Alzheimer. Deze kennis kunnen we gebruiken om een gericht plan van aanpak te maken, met behulp van computermodellen. ExMachina bestaat daarom uit drie hoofdonderdelen: modelleren, stimuleren en meten. Het doel is om eerst te berekenen wat voor een patiënt de meest effectieve manier is om de hersenactiviteit bij te sturen en dan vervolgens te verifiëren met echte hersenstimulatie en gelijktijdige metingen in Alzheimerpatiënten of deze voorspellingen kloppen. Hier zullen we deze stappen kort bespreken, in latere blogs zullen we meer in detail op elk onderdeel ingaan.

Hoe werkt elektrische hersenstimulatie?

Met ‘hersenstimulatie’ doelen we op een van de manieren om de activiteit van hersencellen aan te passen. Dit kan op verschillende manieren: medicijnen kunnen het gedrag van hersencellen beïnvloeden (denk bijvoorbeeld aan medicijnen die epileptische aanvallen voorkomen, of slaapmedicatie), maar dit kan tegenwoordig ook met magnetische en elektrische pulsen. Ons doel is om de overactieve hersencellen af te remmen. De vorm van hersenstimulatie die wij gebruiken, wordt ‘transcraniële gelijkstroomstimulatie’ (tDCS) genoemd. Dit is een patiëntvriendelijke techniek waarbij een zwakke elektrische stroom door twee of meer plakkers worden geleid die op de hoofdhuid worden geplaatst. Dit verandert het gedrag van hersencellen in de gestimuleerde hersengebieden, waardoor ze meer of minder waarschijnlijk signalen gaan doorgeven. tDCS is compleet veilig en de ontvanger voelt alleen eventueel een licht tintelend gevoel op de hoofdhuid. Maar waar en hoe sterk moeten we de stimulatie uitvoeren? De effecten van tDCS kunnen flink variëren, afhankelijk van bijvoorbeeld de plek en de sterkte van de stimulatie. Daarom willen we vóór de experimenten simulaties uitvoeren om ons in de goede richting te leiden.

Het 'ExMachina' project 1

Behandeling eerst testen in virtuele hersenen: wat werkt?

We zullen onze simulaties uitvoeren in een computermodel van de activiteit in ons brein. Het model stelt ons brein voor als een netwerk van verbonden, communicerende regio’s, en is gebaseerd op echte menselijke verbindingen en activiteit. In dit actieve hersenmodel zijn we in staat om de schade veroorzaakt door de ziekte van Alzheimer na te bootsen. Bovendien kunnen we de effecten van elektrische stimulatie (zoals tDCS) ook imiteren. Zo zien we waar en met welke intensiteit de behandeling moet worden uitgevoerd om de hersennetwerkactiviteit zo goed mogelijk terug te brengen richting normaal niveau.

Natuurlijk willen we ook bevestigen dat onze voorspellingen in de praktijk werken. Daarom zullen we in de latere stages van het onderzoek de meest succesvolle stimulaties toepassen bij deelnemers met de ziekte van Alzheimer. Om de veranderingen in hersenactiviteit te vergelijken met wat we in het model zien, zal de stimulatie worden uitgevoerd terwijl de patiënt zich in een magneto-encefalografie (MEG) scanner bevindt. Hierdoor kunnen we de effecten van de stimulatie ‘live’ meten, en zo een duidelijk beeld krijgen van de veranderingen die we met de stimulatie kunnen maken.

Als u meer wilt weten over het ExMachina project, houd dan deze blog in de gaten. In toekomstige inzendingen zullen we meer in detail ingaan op de technieken die we gebruiken. En als u vragen heeft, kunt u deze hier plaatsen. Bedankt voor uw aandacht!

ExMachina is mogelijk dankzij subsidie van ZonMW.

Meer informatie

DEEL
0 Reacties

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Top
Volg ons via