Dr. Chris Vriend, VU medisch centrum
Gepubliceerd op 6 juli 2017

Ook is het de stad van de University of Pennsylvania en de ‘complex systems group’ van Dr. Danielle Bassett (www.danisbassett.com. Danielle Bassett is natuurkundige en een van de pioniers en experts op het gebied van het ontwikkelen en toepassen van nieuwe analyse technieken om de complexiteit van de hersenen beter te begrijpen. De hersenen, Facebook en het NS treinensysteem zijn allemaal voorbeelden van netwerken. Dit zijn systemen waarbij individuele componenten (hersengebieden, personen of stations) onderling met elkaar verbonden zijn (verbindingen tussen hersengebieden, vriendschappen of treinrails). De laatste jaren zijn we steeds meer gaan inzien dat om dit soort complexe systemen te begrijpen we het gehele netwerk moeten onderzoeken in plaats in te zoomen op één specifiek component. We zullen bijvoorbeeld beter begrijpen waarom treinen vertraging hebben door naar het gehele treinnetwerk te kijken, in plaats van één specifiek station. Hetzelfde geldt voor de hersenen: door naar het gehele hersennetwerk te kijken en hoe dit netwerk nieuwe inkomende informatie verwerkt en integreert, zullen we beter begrijpen hoe dit werkt. Zowel in gezondheid als bij ziekte.

Tijdens mijn verblijf in de groep van Danielle Bassett in Philadelphia heb ik geleerd om een nieuwe analysetechniek toe te passen op MRI hersenscans van mensen met en zonder de ziekte van Parkinson van een eerder onderzoek. Destijds voerden de deelnemers tijdens het scannen cognitieve taken uit of lagen gedurende een aantal minuten stil zonder in slaap te vallen. Eerdere analyses lieten zien dat mensen met Parkinson tijdens de taken een veranderde hersenactiviteit en hersenconnectiviteit lieten zien ten opzichte van mensen zonder Parkinson. Deze resultaten zijn opgeschreven door Niels Gerrits (https://parkinson-vereniging.nl/onderzoek-en-ontwikkeling/pv-betaalt-mee/archief-pv-betaalt-mee/proefschrift-dhr-gerrits/) en mijzelf (https://parkinson-vereniging.nl/onderzoek-en-ontwikkeling/pv-betaalt-mee/archief-pv-betaalt-mee/proefschrift-chris-vriend/). Deze veranderingen werden toen echter niet op hersennetwerk niveau bekeken en elke taak werd apart onderzocht. Daarnaast is het zo dat hersennetwerken dynamisch en flexibel zijn en tijdens het uitvoeren van een taak van configuratie kunnen veranderen. Deze veranderingen in de configuratie van hersennetwerken is bijvoorbeeld afhankelijk van hoe moeilijk een taak is: moeilijke opgaven in een taak vragen een andere configuratie van een hersennetwerk dan makkelijkere opgaven. Veel eerder gebruikte analysetechnieken voor hersenscans kunnen niet omgaan met deze flexibiliteit van hersennetwerken en geven weer hoe een hersennetwerk er tijdens een taak gemiddeld uitziet. Dit gemiddelde hersennetwerk wordt vervolgens vergeleken tussen bijvoorbeeld mensen met en zonder Parkinson om een uitspraak te doen over hoe de ziekte invloed heeft op het hersennetwerk. Potentieel belangrijke informatie over hoe flexibel het brein van mensen met Parkinson is gaat op deze manier dus verloren.

Met de nieuwe analysetechniek die ik in Philadelphia heb geleerd is dit wel mogelijk. Ook kan met deze techniek gekeken worden of dynamische hersennetwerk veranderingen tijdens de ene

cognitieve taak anders verloopt dan tijdens een andere of in vergelijking met rust. Mijn verblijf in Philadelphia was helaas te kort om ook al tot definitieve resultaten te leiden maar de eerste resultaten suggereren dat mensen die net gediagnosticeerd zijn met de ziekte van Parkinson en nog geen medicatie gebruiken tijdens rust een andere samenstelling van dynamische hersennetwerken hebben dan mensen zonder Parkinson. Tijdens het uitvoeren van cognitieve taken zijn er nagenoeg geen verschillen.

Of dit ook samenhangt met de ernst van bepaalde symptomen van de ziekte of hoe deze resultaten geïnterpreteerd moeten worden in het licht van het ziekteproces van de ziekte van Parkinson vergt verder uitzoekwerk nu ik weer terug ben in Amsterdam.