Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
Brein met informatieroutes

Een nieuwe wegenkaart van het brein belooft beter begrip van mentale aandoeningen als ADHD en autisme.

Amerikaanse hersenwetenschappers van onder andere Yale University hebben een manier gevonden om een vingerafdruk van een brein te maken. Ze hopen dat deze vingerafdruk in de toekomst gebruikt kan worden voor een betere diagnose en behandeling van breinaandoeningen als ADHD, schizofrenie en autisme. Gisteren publiceerden ze hun resultaten in het tijdschrift Nature Neuroscience.

De vingerafdruk ziet er uit als een wegenkaart die toont hoe 268 steden met elkaar zijn verbonden, waar de snelwegen lopen met veel verkeer en waar de landwegen met weinig verkeer. In werkelijkheid zijn de ‘steden’ blokjes van twee kubieke centimeter in het brein, die elk honderden miljoenen hersencellen bevatten. Hoe groter de rol van zo’n blokje als informatieknooppunt, hoe groter hij op de wegenkaart wordt weergegeven. Hoe breder de weg op de kaart, hoe belangrijker deze verbinding is in de communicatie binnen het brein.

Human Connectome Project
De Amerikaanse onderzoekers maakten de kaart op basis van functionele MRI-hersenscans van 126 gezonde proefpersonen die meedoen aan het Human Connectome Project. Ze scanden het brein van de proefpersonen eerst in rust en daarna terwijl de proefpersonen vier verschillende taken uitvoerden: een geheugentest, een test met emotionele gezichtsherkenning, een bewegingstest en een taaltest. Voor elke proefpersoon maakten ze dus zes vingerafdrukken van het brein.

Wanneer ze nu willekeurig één vingerafdruk kozen en die vergeleken met alle 126 vingerafdrukken verkregen tijdens een willekeurige taak, dan konden ze de proefpersoon met een nauwkeurigheid tussen 64 en 99% identificeren. De 99% nauwkeurigheid haalden ze wanneer ze de vingerafdrukken verkregen in rusttoestand met elkaar vergeleken. De identificatie werkt dus niet zo goed als bij een echte vingerafdruk, maar desalniettemin is het resultaat indrukwekkend. fMRI-scans op zichzelf zijn namelijk bij lange na niet goed genoeg voor identificatie van een individueel brein.

Gimmick
Twee vingerafdrukken van hetzelfde brein dat twee verschillende taken uitvoert, lijken dus nog steeds meer op elkaar dan twee vingerafdrukken van twee verschillend breinen die dezelfde taak uitvoeren. 'Het is mooi dat de onderzoekers hebben laten zien hoe individueel bepaald zo’n vingerafdruk van het brein is', reageert neurowetenschapper Martijn van den Heuvel van het UMC Utrecht op de resultaten, 'maar dat is eigenlijk een beetje een gimmick. Het belang van het onderzoek is dat het laat zien dat we op een nieuwe manier naar de hersenen kunnen kijken.'

En die nieuwe manier heet in vaktermen het ‘connectoom’, de manier waarop hersencellen in het brein met elkaar zijn verbonden. Van den Heuvel, die zelf onderzoek doet naar het connectoom: “Het idee is dat al onze gedachten, herinneringen en emoties opgeslagen zijn in de verbindingen tussen hersencellen. Het connectoom vertelt wie wij zijn. Het wordt deels bepaald door onze genen en deels door de omgeving. Door die omgevingsinvloeden kan het connectoom in de loop van de tijd trouwens ook veranderen.”

De interessante toepassingen van het connectoom liggen in de geneeskunde, vertelt van den Heuvel. Wereldwijd gebeurt er veel onderzoek naar hoe hersenaandoeningen zoals schizofrenie, ADHD, autisme en alzheimer het connectoom veranderen. 'Zo weten we hoe schizofrenie het connectoom verstoort: dan zien we minder verbindingen tussen de belangrijke informatieknooppunten in het brein.'

Dezelfde onderzoekers die deze week publiceerden over de vingerafdruk van het brein, zijn ook al begonnen met het langdurig volgen van jong volwassenen die genetisch gezien een grote kans op schizofrenie hebben. De vraag is dan hoe hun connectoom in de loop van de tijd verandert. Van den Heuvel: 'Het voorspellen van het verloop van een ziekte is een belangrijke toepassing. Een schizofreniepatiënt wil bijvoorbeeld weten of hij na een psychose is hersteld of dat er spoedig weer een psychose aankomt. Zo proberen we als connectoom-wetenschappers onze kennis te vertalen naar de behandelkamer.'

Wetenschapsjournalist Bennie Mol sprak over dit onderwerp bij het radioprogramma De Ochtend:

Het brein: vingerafdruk van de toekomst

Het brein: vingerafdruk van de toekomst