Diepe hersenstimulatie, of het gebruik van milde elektrische schokken op gerichte delen van de hersenen met als doel de werking ervan te beïnvloeden, biedt een geheel nieuwe benadering van het omgaan met neurologische aandoeningen die artsen al lange tijd hebben uitgedaagd.
Al jaren wordt het gebruikt om de ziekte van Parkinson te behandelen. Door kleine schokken naar hersengebieden te sturen die de beweging regelen, kan deze stimulatie helpen de trillingen van Parkinson onder controle te houden.
Het werkt als een soort pacemaker voor de hersenen. Een chirurg steekt een sonde in een specifiek gebied van de hersenen en is via draden onder de huid verbonden met een batterijpakket dat bij de bovenkant van de borst van een persoon is geïmplanteerd. Een arts bepaalt de sterkte van de elektrische puls, hoe lang deze duurt en hoe vaak deze optreedt. Eén type stimulatie kan de activiteit van hersencellen stimuleren, een ander kan dit vertragen.
Vanzelfsprekend zijn wetenschappers, naarmate de technologie en behandeling verfijnder zijn geworden, gaan kijken naar andere manieren waarop hersenstimulatie kan worden gebruikt, en niet alleen om neurologische schade door Alzheimer of traumatisch hersenletsel te behandelen, maar ook om psychische stoornissen en zelfs tot op zekere hoogte gedrag. Er zijn onderzoeken aan de gang, bijvoorbeeld om te zien of het mensen kan helpen te stoppen met roken.
Hier is een voorbeeld van het nieuwste onderzoek naar hersenstimulatie:
De ziekte van Alzheimer vertragen: de ziekte van Alzheimer blijft een van de meest angstaanjagende uitdagingen van het geneesmiddel, zowel wat betreft het vinden van een oorzaak als het ontwikkelen van een echt effectieve behandeling. Nu voert een team onder leiding van wetenschappers van Johns Hopkins University een klinische proef uit om te kijken of diepe hersenstimulatie geheugenverlies en cognitieve achteruitgang kan vertragen.
Het onderzoek omvat het plaatsen van implantaten in de hersenen van ongeveer 40 patiënten met milde ziekte van Alzheimer en het meten van de progressie van de ziekte gedurende een periode van 18 maanden. In het bijzonder worden de apparaten geïmplanteerd in de fornix van de patiënt - een bundel zenuwvezels die de linker- en rechterkant van de hippocampus verbinden. Dat is het gebied van de hersenen geassocieerd met geheugen. De theorie is dat hersenstimulatie in dit gebied de schade aan de fornix kan vertragen en zelfs nieuwe hersencellen in de hippocampus kan creëren.
De meest recente fase van het onderzoek, die naar verwachting vier jaar zal duren, was gericht op de veiligheid van de implantaten bij patiënten met Alzheimer. Tot nu toe heeft het geen ernstige nadelige effecten gevonden.
Tot ziens ?: Onderzoekers van het Imperial College in Londen zeggen dat hersenstimulatie zelfs kan worden gebruikt om bewegingsziekte te verlichten. Wetenschappers zijn niet absoluut zeker wat de misselijkheid veroorzaakt, maar ze geloven dat het te maken heeft met de hersenen die proberen conflicterende signalen uit onze oren en onze ogen te verwerken wanneer we in beweging zijn. Eerder onderzoek heeft vastgesteld dat een goed functionerend vestibulair systeem - dat is het deel van het binnenoor dat beweging waarneemt - het waarschijnlijker maakt dat iemand dat misselijkmakende gevoel zal voelen.
Dus vroegen de onderzoekers zich af wat er zou gebeuren als ze een elektrische stroom zouden gebruiken om de signalen van het vestibulaire systeem naar de hersenen te dempen. Ze werkten met 10 mannen en 10 vrouwelijke vrijwilligers die ermee instemden een pet met elektroden te dragen en vervolgens gedurende 10 minuten een milde elektrische stroom te ontvangen die was ontworpen om de activiteit van hersencellen te remmen. Dat werd gevolgd door een rit op een stoel die met verschillende snelheden draaide en kantelde om ze zich ziek te laten voelen.
Het bleek dat degenen die stimulatie kregen die verminderde hersencelactiviteit minder snel misselijk voelden en sneller herstelden dan mensen wier hersenen werden gestimuleerd om de celactiviteit te stimuleren. Nu praten de onderzoekers met potentiële partners over het ontwikkelen van een draagbaar anti-misselijkheidstimulatie-apparaat dat u bij de drogist zou kunnen kopen.
Hieraan worden herinneringen herinnerd: op een conferentie eerder deze maand heeft DARPA, de onderzoeksafdeling van het ministerie van Defensie, aangekondigd dat als onderdeel van een onderzoek dat het heeft gefinancierd, patiënten die hersenimplantaten kregen beter scoorden op geheugentests. Traumatisch hersenletsel is een groot probleem voor het Amerikaanse leger - sinds 2000 zijn bijna 300.000 leden van de dienst behandeld. DARPA leidt daarom onderzoek naar hoe elektrische stimulatie kan worden gebruikt om mensen met beschadigde hersenen te helpen bij het creëren en ophalen van herinneringen.
Wetenschappers hebben gewerkt met patiënten met een hersenoperatie die zich vrijwillig hebben aangemeld als onderdeel van het geheugenproject. Het doel is om duidelijker het proces te identificeren voor hoe de hersenen herinneringen vormen en oproepen en vervolgens milde schokken van implantaten te gebruiken om dat proces opnieuw te creëren. Het is pas een jaar in het project, maar DARPA zegt dat op basis van de resultaten tot nu toe het mogelijk lijkt om de neurale signalen van een brein in kaart te brengen en te interpreteren terwijl deze een geheugen codeert of ophaalt, en die herinnering vervolgens daadwerkelijk te verbeteren door elektrisch te stimuleren gerichte delen van de hersenen.
Leg die sigaret neer: een ander project in de vroege stadia onderzoekt hoe hersenstimulatie mensen kan helpen hunkeren naar sigaretten of ongezond voedsel te bestrijden. Caryn Lerman, senior adjunct-directeur van het Abramson Cancer Center van de Universiteit van Pennsylvania, ontving onlangs een subsidie om te onderzoeken of het toepassen van elektrische schokken op delen van de prefrontale cortex achter het voorhoofd - een hersengebied gebonden aan zelfbeheersing - mensen kan helpen weerstand te bieden aan drang om ongezond gedrag vertonen.
Het idee is dat, indien correct gericht, deze stimulatie de wegen zou kunnen versterken die worden gebruikt om de wens om op te lichten te bestrijden. Voorlopige resultaten van een experiment met 25 rokers vonden dat na een sessie van 20 minuten met elektrische stimulatoren op hun voorhoofd, mensen langer konden wachten voordat ze naar een sigaret reikten dan degenen die een placebo-behandeling ontvingen. Ze rookten ook minder sigaretten.
Beroerteherstel: wetenschappers van de Cleveland Clinic hebben bij de Food and Drug Administration (FDA) toestemming gevraagd om te beginnen met het testen van diepe hersenstimulatie bij slachtoffers van een beroerte. De behandeling leek te hebben gewerkt met ratten - het leek de groei van nieuwe neuronen in de hersenen te bevorderen.
Niet dat iemand denkt dat dit slagen kan genezen. Wanneer ze optreden, wordt de bloedtoevoer naar de hersenen afgesneden en worden sommige gebieden gewoon afgesloten, terwijl de communicatie naar andere regio's wordt verstoord. Elektrische stimulatie kan dode neuronen niet tot leven brengen. Maar het kan helpen bij het creëren van nieuwe neurale verbindingen, met name in het cerebellum, het deel van de hersenen dat vrijwillige bewegingen regelt. De hoop is dat delen van de hersenen die nog gezond zijn, dan beter in staat zijn om beschadigde te compenseren.
Ongeveer 800.000 mensen in de VS krijgen elk jaar een beroerte. En volgens de National Stroke Association wordt ongeveer de helft van degenen die overleven ernstig verzwakt.
Empathie vergroten: maar hoe zit het met het gebruik van hersenstimulatie om het gevoel van mensen te veranderen? Onderzoekers van Harvard University en Vanderbilt University hebben zich in dat gebied gewaagd met een experiment in verband met het uit de hand lopen van gerechtigheid.
Ze presenteerden 66 vrijwilligers met verhalen over een fictieve persoon genaamd John - specifiek vertelden ze over een reeks misdaden die hij had begaan en zijn mentale toestand toen hij ze had begaan. Vooraf kregen sommige deelnemers een vorm van hersenstimulatie die de activiteit in de prefrontale cortex kon verstoren, die niet alleen een belangrijke rol speelt bij zelfbeheersing, maar ook bij de besluitvorming. Voor anderen was het stimulatieapparaat bevestigd, maar nooit ingeschakeld.
De vrijwilligers werd gevraagd om te beslissen hoe schuldig John was en ook om op een schaal van 0 tot 9 te bepalen hoe extreem zijn straf zou zijn. Wat de onderzoekers vonden is dat de mensen wier hersenactiviteit werd verstoord, minder zware straffen kozen.
Dat roept misschien de grootste vraag op over hersenstimulatie: wanneer verandert het repareren van de hersenen het veranderen van de hersenen?
