Ga verder na de inhoud
Een geheugensteuntje met elektrische stroom
Onderzoek

Een geheugensteuntje met elektrische stroom

Als je in de toekomst je geheugen wil verbeteren, doe je dat misschien met elektrodes op je hoofd.

4 minuten
06 juli 2020

Als je in de toekomst je geheugen wil verbeteren, doe je dat misschien met elektrodes op je hoofd. Een nauwelijks voelbaar elektrische stroompje doet onze hersencellen sneller leren. Onderzoekers van het KU Leuven Breininstituut voeren veelbelovend onderzoek om zo patiënten met geheugenproblemen te helpen.

Met de 100 miljard zenuwcellen in je hersenen kan je heel je leven nieuwe bewegingen leren of nieuwe informatie opslaan. Dat kan doordat neuronen steeds nieuwe verbindingen aanleggen naar andere hersencellen. Je hersenen veranderen van structuur: dat noemt men neuroplasticiteit. De verbindingen tussen de hersencellen worden sterker voor iets wat je elke dag doet. Wat je weinig doet, verleer je of vergeet je voor een stuk, omdat de verbindingen verzwakken. Oefening baart kunst!

Boost

Dat onze hersenen zo snel nieuwe verbindingen leggen en ombouwen, biedt heel wat voordelen. Als je blind wordt, verliezen je hersenen input, maar compenseren ze dat via andere zintuigen zoals de tastzin. Voor verschillende medische problemen zou zelfs een extra boost van de neuroplasticiteit welkom zijn. Bij heel wat aandoeningen kan het interessant zijn om een te lage hersenactiviteit in bepaalde gebieden tijdelijk te vermeerderen of omgekeerd. Dat gaat van depressie, epilepsie, chronische pijn, revalidatie na een beroerte tot geheugenproblemen. De vraag voor onderzoekers en artsen is dan ook met welke methodes we de hersenactiviteit het best kunnen beïnvloeden.

Elektrodes

Er bestaan verschillende methodes om de hersenen te stimuleren. Eén ervan is bijvoorbeeld elektrische stroom. Dat is een oud idee, denk maar aan electroconvulsietherapie bij psychiatrische patiënten. Het probleem is dat je een hoog voltage nodig hebt. De psychiatrie gebruikt het nu nog – met succes – maar onder verdoving. Bij andere aandoeningen past men tegenwoordig de meer gebruiksvriendelijke transcranial alternating current stimulation (tACS) toe: dan worden twee elektrodes op het hoofd geplakt. De elektrische stroom die daardoor gaat, is zeer klein – je voelt alleen een lichte prikkeling.

Met ons onderzoek hebben we nu bewijs dat hersenstimulatie met zeer lichte elektrische stroompjes de hersenactiviteit kan beinvloeden.

Maar eigenlijk spelen we blind, legt neurofysioloog Peter Janssen uit. Hij leidt binnen KU Leuven Breininstituut een onderzoek over neuroplasticiteit en hersenstimulatie bij geheugenproblemen. “We weten niet precies wat hersenstimulatie met elektrische stroom teweeg brengt in onze hersenen. Je kan dat met computermodellen berekenen, maar uiteindelijk moet je in de hersenen zelf nagaan wat er gebeurt. Als we proefdieren met ingeplante elektrodes proeven laten uitvoeren, zien we duidelijke effecten op de hersencellen. Met ons onderzoek in Leuven hebben we nu wel bewijs dat hersenstimulatie met zeer lichte elektrische stroompjes wel degelijk de hersenactiviteit kan beinvloeden.”

Professor Peter Janssen
Professor Peter Janssen
© KU Leuven - Rob Stevens

Onderhuids

Het Leuvens onderzoek gaat tegelijk ook na hoe de methode met elektrodes nog voor verbetering vatbaar is. “Met twee elektrodes op het hoofd geplakt is het vooral de huid die de elektriciteit geleidt. Dat heeft waarschijnlijk weinig effect op de hersencellen. In het KU Leuven Breininstituut werken we daarom aan een nieuwe techniek: de elektrodes net onder de huid op de schedel inplanten. Zo heeft dezelfde hoeveelheid stroom een groter effect.”

Samen met onderzoekscentrum Imec ontwikkelen de onderzoekers nu een chip die onderhuids aangebracht kan worden. “Het idee is niet meer zo futuristisch. De huidige chips zijn klein genoeg en hebben voldoende batterij. Zo’n chip is dus haalbaar en heeft ook voordelen: het is betaalbaar en de ingreep op zich is klein, zonder veel risico of last voor de patiënt..”

Figure1 web

Dementie vertragen

Op termijn hopen onderzoekers met zo’n chip oudere mensen met beginnende geheugenproblemen te kunnen helpen. “Eens iemand dement is, is het vaak te laat: de hersenen zijn al te zwaar beschadigd. Wij hopen vooral om in een vroeg stadium te kunnen ingrijpen en dementie bijvoorbeeld met vijf tot tien jaar te kunnen vertragen. Maar het vergt zeker nog tien jaar onderzoek vooraleer deze vorm van hersenstimulatie een standaardbehandeling kan worden.”

Shutterstock 294471983 web

Het onderzoek van professor Janssen valt binnen het KU Leuven Breininstituut onder de onderzoekspoot Mission Lucidity, een initiatief van Alzheimer-specialist Bart De Strooper en ouderenpsychiater Mathieu Vandenbulcke dat research naar neurodegeneratieve aandoeningen, zoals parkinson en alzheimer, bundelt. “Een instituut dat al het onderzoek over neurodegeneratie bijeenbrengt over de verschillende disciplines heen zie je niet zo vaak. Op internationaal vlak hebben we daar een streepje voor.”

Multidisciplinair

Toch staat het instituut voor meer dan alleen dementie-onderzoek, benadrukt Janssen. Collega’s van Janssen werken aan visuele protheses, om blinden terug te laten zien dankzij elektrodes, en aan brain-machine interfaces, waarmee verlamde mensen met hun gedachten een robot kunnen bedienen. “Ook beeldvorming van de hersenen op moleculair niveau of artificiële intelligentie komen aan bod. Maar stuk voor het stuk gaat het telkens om topics die je alleen multidisciplinair kan aanpakken.”

Het feit dat we allemaal samen in een consortium binnen het instituut zitten en dan ook nog fysiek dicht bij elkaar, maakt Leuven echt uniek.

“Buitenlandse collega’s vragen me dikwijls hoe we erin slagen om wetenschappers van de universiteit, artsen van het UZ Leuven en ingenieurs van Imec rond de tafel te krijgen. Het feit dat we allemaal samen in een consortium binnen het instituut zitten en dan ook nog fysiek dicht bij elkaar, maakt Leuven echt uniek.”

KU Leuven Breininstituut

Het KU Leuven Breininstituut (Leuven Brain Institute - LBI) vormt een ontmoetingsplaats voor wetenschappers die verspreid over de universiteit aan hersenonderzoek doen: biomedische wetenschappers, biologen, psychologen, ingenieurs en computerwetenschappers. Het doel is om via nieuwe samenwerkingen de kennis over het zenuwstelsel uit te breiden en het brede publiek meer bewust maken van het belang van neurowetenschappelijk onderzoek.

Steun het Leuven Breininstituut

Wetenschappers zetten belangrijke stappen in het hersenonderzoek. Uw steun geeft ons slagkracht.