Illustratie: helen van vliet
focus
Het brein Lof der Geneeskunst, de jaarlijkse publiekslezing van Erasmus MC over medische wetenschap, staat dit jaar in het teken van het brein.
14 Het verrassende brein
25 Dementie
Het veelzijdige onderzoek van Erasmus MC
De dreiging van het grijze gevaar
18 Grootmeester kleine
34 Hersentumorcentrum
hersenen
Chris de Zeeuw en de wondere wereld
van ons brein
20 John Donoghue
Opent de poort tussen hersenen en spieren
Wereldambities van Clemens Dirven
39 Minder pijn bij kanker
Een Rotterdams offensief
40 Multiple sclerose
22 Succesvolle
Opvallende toename van een complexe ziekte
Het geheim achter leren en onthouden
24 Nieuwe generatie
44 Pijnbestrijding
De brug tussen psychiatrie en neurowetenschappen
toevalstreffer hersenmedicatie
Monitor • oktober 2009
43 Psychiatrie Zorg voor ouder en kind onder één dak
bij baby’s
Van pijnbehandeling naar pijnpreventie
13
focus Brein
Het verrassende brein Het brein leidt geregeld tot ophef binnen en buiten wetenschappelijke kringen. Ondanks hersenscans, elektronenmicroscopen en toegenomen genetische kennis blijft het voor verrassingen zorgen.
B
ij een zevenjarig Turks meisje dat in 2002 naar het Erasmus MC-Sophia in Rotterdam kwam om haar amandelen te laten knippen, ontdekten artsen dat zij de helft van haar hersenen miste. De leegte was zichtbaar als een groot zwart vlak op de scan. Navraag leerde dat het kind als driejarige was geopereerd vanwege het Rasmussen-syndroom. Dit is een uiterst zeldzame hersenaandoening, die kan leiden tot grote problemen met spreken en bewegen en gepaard gaat met zware aanvallen van epilepsie.
Vloeiend tweetalig Chirurgen in Utrecht bleken bij het Turkse meisje het deel van de aangetaste hersenen te hebben verwijderd waarin de taalvaardigheden worden geregeld. Tot volslagen verrassing van de Rotterdamse KNO-artsen bleek het kind vloeiend te spreken en tweetalig te zijn. Ze sprak uitstekend Turks en Nederlands. Bovendien kon ze in de behandelkamer moeiteloos overschakelen van de ene taal op de andere. Een voorzichtige conclusie van wetenschappers was dat de hersendelen blijk-
Geen pijn in het brein Wie hoofdpijn heeft kan van één ding vrijwel verzekerd zijn: het ligt niet aan zijn hersenen. Het belangrijkste orgaan in ons lichaam wéét wat pijn is - het regelt dat andere delen van ons lichaam pijn voelen - maar heeft er zelf een broertje dood aan. Ergens in de evolutie is daarom besloten dat de hersenen zonder pijnreceptoren kunnen, en dus geen pijn kunnen voelen.
baar functies van elkaar kunnen overnemen. Mogelijk compenseert de ene helft van het brein het wegvallen van de andere.
Hersenscans Om kennis over de hersenen te verwerven, volstaan toevalstreffers niet. Wetenschappers volgen structureel de gezondheid van grote groepen gezonde burgers, zoals in het epidemiologische onderzoek ERGO. Dit startte 1990 in Rotterdam-Ommoord en duurt tot op de dag van vandaag voort. Hieraan doen vijftienduizend 45-plussers belangeloos mee. Bij dit onderzoek worden geregeld scans van hersenen gemaakt. Krijgt iemand later bijvoorbeeld Alzheimer, dan kunnen de onderzoekers de oude scans erbij pakken en de allereerste veranderingen traceren.
Pen verplaatsen Hersenwetenschappers werken ook met proefdieren en laten menselijke vrijwilligers testjes uitvoeren, eigenlijk een soort spelletjes. Professor Maarten Frens van Erasmus MC rapporteerde in zijn oratie over zo’n test op zijn afdeling Neurowetenschappen. Daarbij moesten vrijwilligers een pen over een tafelblad bewegen, van punt A naar punt B. Zowel gezonde mensen als mensen met het syndroom van Williams-Beuren, een aangeboren ontwikkelingsstoornis, deden hieraan mee. Alle deelnemers waren in staat de pen te verleggen. Iedereen kon het doel zien en doelgerichte bewegingen maken. Maar toen de handen werden afgedekt, traden belangrijke verschillen aan het licht. De gezonde proefpersonen konden nog steeds zonder problemen de pen naar punt B verplaatsen, de mensen met Williams-Beuren niet meer. Hun bewegingen eindigden op plekken ver 14
oktober 2009 • Monitor
Tekst Joop van de Leemput | Beeld Levien Willemse
verwijderd van het doel op het tafelblad. Bij syndromen als die van Williams-Beuren trachten wetenschappers zo nauwkeurig mogelijk de processen in kaart te brengen die zijn verstoord.
Discomuis Professor Chris de Zeeuw, hoofd van de afdeling Neurowetenschappen van Erasmus MC, deed proeven met vastgemaakte muizen die naar een draaiende discobol moesten kijken. Hij bracht hiermee de vuursignalen die hersencellen voortdurend afschieten ‘live’ in kaart. Dit verschafte hem inzicht in hoe (muizen)hersenen informatie van een veranderende omgeving verwerken. Sinds enkele jaren hebben de hersenonderzoekers van Erasmus MC de beschikking over een apparaat, de Multi-Foton-microscoop, dat ‘live’ haarscherp hersencellen van proefdieren al werkend in hun natuurlijke omgeving in beeld brengt.
Schaker Fritz Op het ene terrein zijn hersenexperts verder dan op het andere. Maarten Frens, bij Erasmus MC gespecialiseerd in de kleine hersenen, heeft betoogd dat de intelligentie in de hersenen makkelijker is na te maken dan de kunst van bewegen, die ook vanuit de hersenen komt. Hij staafde dit met een uitspraak van de Russische schaker Vladimir Kramnik. Deze grootmeester en voormalig wereldkampioen sprak vol ontzag over het Duitse schaakprogramma Fritz, waartegen
hij heeft gespeeld. “Tja, het klinkt misschien idioot maar Fritz speelt in veel opzichten, hoe zal ik het zeggen, als een mens.” Met computersoftware lijkt het dus mogelijk om menselijke kwaliteiten te evenaren. Anderzijds, stelde Frens, kost het grote moeite een robot te ontwerpen die stappen kan nemen. Pasgeleden toonden Japanse onderzoekers trots een robot die uiterst traag trap kon lopen, een prestatie die elke handige kleuter met gemak kan overtreffen.
TomTom-muis Met de nog onvolledige kennis die over de hersenen aanwezig is, kunnen wetenschappers niettemin verbazingwekkend veel aanvangen. Professor Ype Elgersma van het Erasmus MC veranderde het transport van het CaM-kinase-eiwit in de hersenen van proefmuizen. Hij deed dat door een gen te manipuleren. Daarna bleken de dieren al zwemmend in een bak witte vloeistof veel beter in staat de weg te vinden. Zo creëerde hij de eerste ‘TomTom-muis’. De muizen met weinig CaM-kinase-eiwit daarentegen konden de weg helemaal niet vinden. Helemaal perfect waren de Rotterdamse TomTom-muizen niet: ze blijven naar dezelfde plek (een eiland) zwemmen in de balk witte
Pril begin Alzheimer De komende jaren gaan de afdelingen Neurologie, Neuropsychologie, Geriatrie en Radiologie van het Erasmus MC uitzoeken of de ziekte van Alzheimer voorspeld kan worden aan de hand van MRI-scans. De onderzoekers volgen drie jaar lang patiënten met milde ‘cognitieve stoornissen’, een mogelijk voorportaal van dementie. Na afloop wordt gekeken wie van de onderzochte personen dementie hebben ontwikkeld en of dit aan de hand van de scans was te voorzien. Ook zullen ze beoordelen of afwijkingen op de MRI-scans samenhangen met schade aan de kleine bloedvaten van de hersenen.
Monitor • oktober 2009
15
focus Brein vloeistof, ook als dat eiland was verplaatst. Bovendien kregen ze een epileptische aanval als ze werden aangeraakt. Hun synaptische signaaloverdracht stond blijkbaar te hard aan, stelde Elgersma (zie ook pagina 20, red.). Dit experiment richtte zich op het ruimtelijk
inzicht en de hippocampus in de hersenen. De hiermee vergaarde kennis komt later mogelijk van pas bij het uitvinden van therapieën voor kinderen met aangeboren leerproblemen.
Medicatie hard nodig Van de meeste hersenziekten is de biologische basis nog onbekend, constateerde neurowetenschapper professor Gerard Borst van Erasmus MC in zijn oratie, al zijn er wel duidelijke aanwijzingen dat stoornissen in de signaaloverdracht een belangrijke rol spelen. De beschikbare wetenschappelijke kennis blijkt nog onvoldoende om genezende behandelingen te creëren voor ziekten als Parkinson, dementie, schizofrenie en depressie. In het beste geval kan de hersenaandoening worden afgeremd of tijdelijk tot stilstand worden gebracht. Goedwerkende medicatie is dringend nodig. Vijf van de zestien miljoen Nederlanders lijden aan een hersenkwaal. Migraine en angststoornissen komen veruit het meest voor: bij respectievelijk 2,4 miljoen en 1,8 miljoen mensen. De behandeling van alle hersenaandoeningen samen is kostbaarder dan die van kanker of hart- en vaatziekten.
Sleutel op slot In de psychiatrie, waar artsen het effect van hersenmedicatie bij patiënten zien, wordt het belang van de beschikbare geneesmiddelen voor hersenaandoeningen enigszins gerelativeerd. Zo zei psychiater dr. Jaap Krulder van Erasmus MC over het veelgeprezen middel tegen de ziekte van Alzheimer, Exelon: “Als ik moest kiezen, heb ik liever maatschappelijke begeleiding dan de Exelon-pil.” Opmerkelijk is dat professor Avezaat, voorheen hoofd Neurochirurgie van het Erasmus MC en inmiddels met pensioen, betoogde dat neurochirurgen niet de genezing zullen brengen waarop patiënten met een hersentumor hopen. De genezing zal uit andere vakgebieden komen, verwacht hij, vooral de moleculaire biologie en de genetica. Het wegsnijden van de tumor helpt, maar is doorgaans onvoldoende voor volledige genezing. Vaak blijven losse tumorcellen achter. Daarvoor moeten medicijnen komen die alle tumorcellen kunnen traceren en daarop als een sleutel op een slot passen. De eerste generatie daarvan is inmiddels beschikbaar, onder meer tegen enkele vormen van kanker.
Spiegeltherapie misleidend Misleiding van de hersenen is het uitgangspunt van de spiegeltherapie, waarnaar Erasmus MC onderzoek verricht. Deze therapie werd in 1996 in de Verenigde Staten ontdekt en is bedoeld om bij patiënten met een amputatie de fantoompijn (het denkbeeldige gevoel van pijn in het afgezette lichaamsdeel) te verminderen. Door patiënten voor een spiegel te zetten, zodat ze in plaats van de amputatieplek het intacte lichaamsdeel tweemaal zien, wordt de hersenen een illusie van twee ‘normaal’ bewegende ledematen voorgeschoteld. Hoe dat precies werkt is nog onduidelijk. Maar patiënten kregen door het herhaald oefenen met de spiegel het gevoel dat hun geamputeerde arm er weer was en het leidde tot een vermindering van fantoompijn en fantoomspasmen. Erasmus MC verricht onderzoek naar dit fenomeen om een beter inzicht te krijgen in zowel de therapeutische effecten van spiegeltherapie als het werkingsmechanisme ervan.
16
Bondgenootschap Een ontwikkeling waarvan veel wordt verwacht, is het bondgenootschap dat neurowetenschappen en psychiatrie hebben gesloten. Bij het Erasmus MC is hiervoor een aparte hoogleraar benoemd: professor Steven Kushner, met z’n 33 jaar de jongste hoogleraar in de geneeskunde van Nederland. De vakgebieden genetica, epidemiologie en biologie zullen een ondersteunende rol spelen bij het verbond tussen neurowetenschappen en psychiatrie. Kushner zelf is zowel neurowetenschapper als psychiater. Een interview met hem staat op pagina 24. oktober 2009 • Monitor
Voor patiënten met hersenaandoeningen is het huwelijk tussen neurowetenschappen en psychiatrie van groot belang. Grote academische centra als Erasmus MC spelen hierin de hoofdrol omdat ze zowel zeer gespecialiseerde onderzoeksgroepen in huis hebben als de omvangrijke populaties patiënten, die onmisbaar zijn voor het onderzoek.
Afkoeling van het bloed De Griekse filosoof Aristoteles meende dat de hersenen slechts dienden ter afkoeling van het bloed. Het hart was in zijn ogen het centrum van ons lichaam, dus ook van ons denken. Opmerkelijk voor een wijsgeer die toch echt zijn hersens gebruikte.
Beethovens grote geheel De neiging bij (natuur)wetenschappers bestaat om de vragen die we hebben over het functioneren van het brein op te delen in de kleinst behapbare brokjes, het zogeheten reductionisme. Elk proces in de hersenen wordt daarbij teruggebracht tot een biologisch - en vooral meetbaar - proces. Welk deeltje van het brein wordt gebruikt als we de kleur rood zien? Welke chemische en natuurkundige processen zijn daarvoor nodig? En in hoeverre veranderen die als we de kleur groen zien? Critici wijzen op de beperkingen van de reductionistische benadering, hoe succesvol die in sommige opzichten ook mag zijn in het verklaren van processen en het ontwikkelen van geneesmiddelen voor defecten in de hersenen. De Amerikaan Jonah Lehrer, auteur van het boek ‘Proust was een neurowetenschapper’, omschrijft het zo: “Niet alles heeft er baat bij om in stukjes uiteen te worden gehaald. Kijk bijvoorbeeld naar de muziek van Beethoven. Volgens mij moet je naar muziek luisteren. Als die muziek wordt gereduceerd tot zijn fysieke eigenschappen - golflengten en trillende lucht - begrijpen we in feite minder van zijn muziek. De schoonheid, de emotie, al die dingen waarom we in de eerste plaats naar muziek luisteren, gaan op deze manier verloren.’’
100.000.000.000 neuronen De hersenen bestaan uit honderd miljard zenuwcellen (neuronen), die elk op hun beurt weer met een groot aantal andere neuronen in verbinding staan en met pakweg een triljoen gliacellen. In feite is ons brein één groot internet waardoor constant informatie stroomt. Hoe complex het brein is, blijkt wel uit het feit dat de mens er nog nooit in geslaagd is het ook maar bij benadering na te maken. Zwitserse wetenschappers begonnen in 2005, samen met computergigant IBM, aan het project Blue Gene om de werking van het menselijk brein in al zijn finesses na te bootsen. Daarvoor was een computer nodig met 8.192 processoren die duizenden keren sneller is dan wat u en ik op het bureau hebben staan. En dan nog werden slechts de processen van tienduizend neuronen in een kubieke millimeter hersenen nagebootst.
Monitor • oktober 2009
17
