Nieuwsbrief

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

MELD JE AAN
Hersenscan

Locked-in-patiënten kunnen weer communiceren met de buitenwereld. Een nieuwe techniek die in Maastricht werd ontwikkeld maakt dat mogelijk. Niet met hun ogen, of bewegingen, maar door ze in gedachten woorden te laten spellen.

Niet meer kunnen communiceren met de buitenwereld, terwijl de patiënt van binnen springlevend is. Dat gebeurt wanneer iemand lijdt aan het Locked-in Syndroom (LIS), een aandoening die kan ontstaan door een bloeding in de hersenen. Er zijn inmiddels verschillende manieren om toch te kunnen communiceren. Bijvoorbeeld met oogscanners. Maar wanneer iemand niet in staat is om zijn ogen te bewegen, zal hij een alternatief moeten vinden.

Geen gedachten lezen
Gedachten kunnen lezen zou in dit geval goed uitkomen. Goed, echt gedachten lezen kan niet, maar met een omweg in de hersenen kijken om met de patiënt te kunnen communiceren kan wel. De nieuwste methode werd ontwikkeld in Maastricht door onder andere Bettina Sorger en Rainer Goebel. Het artikel verschijnt deze week in het wetenschappelijk tijdschrift Current Biology.

‘We werken met een MRI-scanner’, vertelt onderzoeker Bettina Sorger. Die scanner bevat een grote supersterke magneet die zuurstofgehaltes in je hersenen kan meten. Een actief hersendeel heeft namelijk zuurstof nodig en op die manier weet je wanneer een gebied actief is. Maar is dat wel zo nieuw? Er bestaat namelijk al een tijdje een andere methode die aan de Universiteit Twente werd ontwikkeld. Daar werken ze met een EEG (elektro-encephalogram), een soort muts met elektroden er op die stroompjes in de hersenen kunnen meten.

Het alfabet en een spatie
De scanners kunnen niet echt gedachten lezen. Maar door indirect hersengebieden actief te laten worden bij het denken aan een bepaalde letter, kan met zo’n apparaat wel afgelezen worden aan welke letter de patiënt denkt. Op die manier kunnen de patiënten woorden spellen. ‘Onze techniek is nog beperkt’, vertelt Sorger. ‘Voor twee vragen en twee antwoorden hadden we een scansessie van een uur nodig.’

Sorger werkt samen met onder andere neurowetenschapper Rainer Goebel om proefpersonen te laten spellen via gedachtes. Ze doen dit door de proefpersoon in een MRI-scanner te leggen. Door ze te laten denken aan een bepaalde actie—bijvoorbeeld het inbeelden van een beweging, het maken van een rekensom of in gedachten een verhaal te vertellen—wordt een deel van de hersenen actief. De MRI-scanner ziet waar de activiteit is, en door de activiteit een bepaalde duur en timing te geven kunnen er 27 verschillende signalen worden afgegeven. Precies genoeg voor het alfabet en een spatie.

Twee methoden
Zo’n MRI-scanner is heel groot, en ontzettend duur. Die zet je niet zomaar in de woonkamer. Er zijn zelfs een hoop ziekenhuizen die niet zo’n apparaat hebben, zegt Bram van de Laar, onderzoeker aan de Universiteit Twente. Samen met Femke Nijboer doet hij onderzoek naar het communiceren via een EEG: een andere, en inmiddels al meer ontwikkelde manier om Locked-in-patiënten te laten communiceren. Het werkt ongeveer hetzelfde als de MRI, alleen verschijnen nu de letters in rijen en kolommen flitsend op een beeldscherm. De patiënt moet zich hard concentreren op één letter en na enkele flitsen weet het apparaat aan welke letter de patiënt denkt.

‘Het spellen van zinnen kan zelfs met EEG nog aardig wat tijd in beslag nemen’, vertelt Van de Laar. ‘Sommige mensen hebben genoeg aan drie flitsen per rij en kolom, anderen hebben tien tot soms wel vijftien flitsen nodig. Aangezien de flitsen in een vast interval plaatsvinden, duurt het voor sommige mensen dus tot wel vijf keer zo lang voordat ze de juiste letter te pakken hebben.’

Geen concurrentie
‘EEG en MRI zijn in mijn ogen geen concurrenten van elkaar’, vervolgt Van de Laar. ‘EEG is mogelijk met apparatuur die voor minder dan honderd euro te fabriceren is. Daarnaast is het klein, is draadloos mogelijk en zijn metalen protheses, tatoeages en piercings geen probleem. Voor MRI geldt eigenlijk het omgekeerde: het is een duur ding, totaal niet draagbaar en alle andere genoemde voordelen voor EEG zijn hier nadelen.’

Ook in Maastricht denken ze dat de twee methoden elkaar niet in de weg zullen zitten. Er zijn namelijk patiënten die niet via een EEG kunnen communiceren. ‘Bijvoorbeeld iemand die een groot letsel aan zijn schedel heeft gehad’, legt Sorger uit. ‘Dat kan het EEG-signaal verstoren. En bij sommigen kan je het met een EEG gewoon niet goed aflezen. Dat noemen we BCI-illiteracy. BCI staat voor Brain Computer Interface. Hoe dat komt weten we niet, dat blijft een raadsel.’

‘We richten ons op patiënten die geen communicatiemogelijkheden hebben’, vertelt Sorger. ‘Als je de motorische mogelijkheid hebt om bijvoorbeeld zo’n oogscanner te gebruiken, dat raad ik dat ook echt aan. Dat is veel eenvoudiger, en veel goedkoper dan een MRI-scanner. Stephen Hawking bijvoorbeeld, die kan zijn wang nog een klein beetje bewegen, maar na een tijdje kan dat vermoeiend worden.Het is dus handig om nog een alternatief te hebben dat gebaseerd is op hersenactiviteit.’

Beiden hebben toekomst
Sorger denkt dat een krachtigere MRI-scanner betere resultaten met zich meebrengt. ‘Hoe nauwkeuriger zo’n scanner is, hoe makkelijker het is om twee hersensignalen te onderscheiden. Je kunt sneller meten, en misschien zelfs aan elke letter een hersenactiviteitspatroon toewijzen.’ Tot nu toe deed Sorger alleen proeven op proefpersonen. Ze hoopt in de nabije toekomst ook met patiënten te kunnen werken.

Van de Laar houdt het liever bij zijn EEG, hoewel hij een MRI-scanner onmisbaar vindt. ‘EEG heeft meer toekomst als je kijkt naar toepassingen, maar het combineren de kennis die we opdoen met EEG en MRI geeft ons veel meer informatie over wat er nou precies in de hersenen gebeurt. In die zin is MRI onmisbaar als onderzoeksinstrument.’

Van de Laar concludeert: ‘Zo snel als een toetsenbord en muis zullen ze beiden niet worden, daarvoor zullen we echt naar geïmplanteerde elektroden moeten. Maar dat brengt natuurlijk weer heel andere problemen met zich mee.’