Een nieuw type draagbare hersenscantechnologie werpt nieuw licht op hoe de hersenfunctie verandert bij mensen met multiple sclerose (MS). Voor het eerst is deze innovatieve technologie toegepast bij MS-patiënten, waarmee onderzoekers laten zien hoe hersenactiviteit real-time kan worden bestudeerd tijdens natuurlijke bewegingen zoals staan of lopen.
MS is een chronische auto-immuunziekte waarbij het immuunsysteem de myeline, de beschermende laag rondom zenuwvezels, aanvalt. Dit verstoort elektrische signaaloverdracht in het zenuwstelsel, wat leidt tot klachten als gevoelloosheid, evenwichtsproblemen, vermoeidheid en visuele stoornissen.
Draagbare scanner
Onderzoekers van de University of Nottingham ontwikkelden een scanner gebaseerd op Magneto-encefalografie met optisch gepompte magnetometers (OPM-MEG). In tegenstelling tot MRI, die vooral hersenstructuren afbeeldt, meet OPM-MEG in real-time de magnetische velden die ontstaan door elektrische activiteit van hersencellen. Optisch pompen is een proces waarbij licht wordt gebruikt om elektronen in een atoom of molecuul te verplaatsen ('pompen') van een lager naar een hoger energieniveau.
Dankzij een lichtgewicht helm en een draagbare besturingseenheid in een rugzak kunnen metingen worden uitgevoerd terwijl deelnemers staan, bewegen of taken uitvoeren, een doorbraak in functionele hersenbeeldvorming.
Langzamer reagerende hersengebieden
In de studie, uitgevoerd bij deelnemers met en zonder MS en gepubliceerd in NeuroImage Clinical, ontdekten de onderzoekers dat de neurale circuits in het visuele systeem bij MS-patiënten duidelijk verstoord waren door demyelinisatie van zenuwen. Ook bleek dat de hersengebieden die beweging aansturen langzamer reageren dan bij gezonde proefpersonen.
Omdat evenwichtsproblemen veel voorkomen bij MS, onderzochten de wetenschappers ook de hersenactiviteit tijdens het staan. Daarbij veranderden de karakteristieke hersenritmes (of ‘hersengolven’) sterker bij mensen met MS, wat duidt op een verstoorde coördinatie tussen verschillende hersengebieden die betrokken zijn bij motorische controle.
“Met OPM-MEG kunnen we hersenactiviteit vastleggen in real-time, in verschillende houdingen en tijdens natuurlijke bewegingen,” zegt Ben Sanders, promovendus aan de Universiteit van Nottingham. “Onze resultaten tonen aan dat deze unieke methode nieuwe inzichten kan bieden in de werking van het brein bij MS.”
Naar een gerichte behandeling
De onderzoekers willen met vervolgonderzoek de hersenactiviteit van MS-patiënten over langere tijd volgen om beter te begrijpen hoe de ziekte zich ontwikkelt. “Op termijn hopen we met deze technologie te kunnen voorspellen bij wie de symptomen zullen verergeren en bij wie de ziekte stabiel blijft,” zegt dr. Christopher Gilmartin van de School of Medicine and Health Sciences. “Dat zou een enorme stap zijn richting gepersonaliseerde behandelstrategieën.”
Prof. dr. Nikos Evangelou, klinisch neuroloog en hoofd MS-onderzoek aan de University of Nottingham, benadrukt het belang van deze ontwikkeling. “MS is onvoorspelbaar en verschilt sterk per patiënt, wat behandeling uitdagend maakt. Door hersenfunctie te meten terwijl patiënten staan, en binnenkort hopelijk ook lopen, krijgen we voor het eerst een dynamisch beeld van wat er in de hersenen gebeurt. Dat kan leiden tot betere diagnostiek en nieuwe manieren om de ziekte te managen.”
De draagbare OPM-MEG-scanner maakt het mogelijk om de hersenen in beweging te bestuderen, en biedt daarmee een veelbelovend nieuw venster op neurologische aandoeningen als multiple sclerose, met het potentieel om diagnose, monitoring en behandeling in de toekomst fundamenteel te verbeteren.
Nederlands onderzoek
Eerder dit jaar ontdekten onderzoekers van het Nederlands Herseninstituut (NIN) nieuwe therapeutische doelwitten voor multiple sclerose (MS) ontdekt, wat een belangrijke stap betekent richting regeneratieve therapieën die beschadigd hersenweefsel kunnen herstellen. Tot nu toe richtten MS-behandelingen zich voornamelijk op het remmen van ontstekingen, maar dit onderzoek opent de deur naar daadwerkelijke genezing.
Onder leiding van Alida Chen analyseerde het team hersenweefsel van overleden MS-patiënten, afkomstig van de Nederlandse Hersenbank. Zo konden ze genen en signaalroutes identificeren die bijdragen aan natuurlijk myelineherstel, de beschermlaag rond zenuwbanen die bij MS wordt afgebroken. Daarbij ontdekten ze dat microglia, de immuuncellen van het centrale zenuwstelsel, een sleutelrol spelen. Afhankelijk van hun vorm beïnvloeden deze cellen het succes van weefselherstel.
Met steun van de Start2Cure Foundation ontwikkelen de onderzoekers nu een gentherapie waarbij herstellende genen met behulp van virale vectoren gericht naar beschadigd hersenweefsel worden gebracht. Deze aanpak wordt momenteel getest in preklinische modellen. Volgens neuroloog Joost Smolders (Erasmus MC) bieden de bevindingen eindelijk zicht op therapieën die niet alleen schade beperken, maar zenuwweefsel daadwerkelijk kunnen herstellen. De open data van het onderzoek versnelt wereldwijd de ontwikkeling van regeneratieve MS-behandelingen.
