Psychiatrische en neurologische aandoeningen van depressie tot schizofrenie tot Alzheimer lijken allemaal te worden gekenmerkt door afwijkingen in de elektrische patronen van de hersenen. Deze ziekten, die notoir moeilijk te behandelen zijn, hebben reacties getoond op verschillende soorten elektrotherapie, van diepe hersenstimulatie, waarbij elektroden in de hersenen zelf worden geplaatst, tot elektroconvulsietherapie (zogenaamde "shockbehandeling"), die een aanval in een poging om de hersenen te "resetten".
Maar wat als deze ziekten zouden kunnen worden behandeld met een zachte, niet-invasieve elektrische stroom? Dat is de vraag die wordt gesteld door de University of North Carolina van Chapel Hill neurowetenschapper Flavio Frohlich en zijn team. Ze onderzoeken een behandeling die transcraniële wisselstroomstimulatie of TACS wordt genoemd en die kan worden gebruikt terwijl een patiënt slaapt. Een recente studie van Frohlich en zijn team suggereert dat de behandeling veelbelovend is bij het verbeteren van het geheugen, een gebied dat vaak wordt getroffen door verschillende hersenaandoeningen. Dit suggereert op zijn beurt dat de techniek nuttig kan zijn voor het behandelen van de hersenaandoeningen zelf.
Frohlich brengt in zijn onderzoek een ietwat ongewone achtergrond mee die hem bijzonder geschikt lijkt te maken voor dit soort werk - hij volgde een opleiding tot elektrotechnisch ingenieur voordat hij promoveerde in de neurobiologie.
"Wat echt symptomen veroorzaakt [bij neurologische en psychiatrische aandoeningen] en wat ons in staat stelt om te lopen en te praten en te dromen zijn de gesynchroniseerde kleine elektrische impulsen die door onze hersenen worden gegenereerd, " zegt hij. "Als we nadenken over het ziekteproces, en dus potentiële behandelingsdoelen, denken we minder aan receptoren en moleculen en meer aan grootschalige elektriciteitspatronen in de hersenen."
In de tweedaagse studie werden 16 deelnemers gevraagd om 's nachts twee geheugenoefeningen te doen. Vervolgens werden ze, voordat ze gingen slapen, op specifieke plekken op hun hoofdhuid voorzien van elektroden. Op een nacht ontvingen de patiënten TACS via de elektroden. De andere nacht kregen ze een schijnstimulatie. Beide ochtenden herhaalden ze dezelfde geheugenoefeningen. De resultaten van een van de oefeningen (hoewel niet de andere) verbeterden dramatisch na stimulatie in vergelijking met de placebo.
"In wezen als je kijkt naar de [geheugen] winst die je krijgt gewoon door te slapen - en je krijgt een geheugenvoordeel gewoon door te slapen - toen we stimuleerden, was het bijna twee keer zoveel, " zegt Frohlich.
De TACS richtte zich op wat bekend staat als de 'slaapspindels', golven van hersenactiviteit waarvan wordt aangenomen dat ze helpen bij het opslaan van herinneringen tijdens de slaap. In de studie, hoe meer de spillen werden gestimuleerd, hoe groter de geheugenverbetering in de ochtend.
De stimulatie die in het onderzoek werd gebruikt, verschilde van standaard TACS in die zin dat het feedback-gestuurd was. Het apparaat was geprogrammeerd om slaapspillen in realtime te detecteren en dienovereenkomstig stimulatie toe te passen. Dit type tACS-verbetering heeft een opwindend potentieel voor het individualiseren van de behandeling, zegt Frohlich. Hersenactiviteit, legt hij uit, verandert van moment tot moment en varieert sterk van persoon tot persoon. De volgende generatie TACS zou daar rekening mee kunnen houden door dynamisch veranderingen in de hersenen te voorspellen en erop te reageren.
"Het werkt als een thermostaat", zegt hij. "Je weet wat je wilt dat de kamertemperatuur is, en als deze fluctueert, schakelt de thermostaat de warmte of AC in om de temperatuur te regelen."
De 16 proefpersonen waren allemaal gezond. Maar omdat geheugenvorming bij verschillende psychiatrische stoornissen is aangetast, kan het team verklaren dat deze behandeling ook van toepassing kan zijn op mensen met deze stoornissen.
"Mijn visie is dat we echt nieuwe, effectieve behandelingen kunnen ontwikkelen voor ernstige psychische aandoeningen zoals depressie en schizofrenie, " zegt Frohlich. "Het voordeel van tACS is dat de feitelijk vereiste hardware in wezen draagbaar is, dus wij en ook anderen zijn begonnen na te denken over hoe die technologie thuis inzetbaar kan worden gemaakt, misschien door online toezicht op afstand of monitoring."
Maar dit, waarschuwt hij, is misschien wel onderweg.
"Dit is opwindend onderzoek, maar het is een eerste onderzoek", zegt hij. “Zoals bij elke goede wetenschap, moeten de resultaten worden gerepliceerd. Dit zijn echt vroege dagen. '
De studie, waarvan de eerste auteur postdoctoraal onderzoeker Caroline Lustenberger was, werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology .
Frohlich voert momenteel twee klinische onderzoeken uit met tACS, een op depressie en een op schizofrenie. Beide onderzoeken omvatten standaard tACS-behandeling, zonder het nieuwere feedbacklusproces. Frohlich hoopt dat proces in de nabije toekomst in klinische proeven te brengen.
