Pulserend brein is nu zichtbaar via MRI-scanner

22 nov Pulserend brein is nu zichtbaar via MRI-scanner

Net als het hart maken ook de hersenen continu een (kleine) pulserende beweging in ons lichaam; deze wordt veroorzaakt door de hartslag. Dat het brein een kloppend orgaan is, was al een tijdje bekend. Echter is het met behulp van nieuwe software nu voor het eerst mogelijk om de pulserende beweging van het brein met MRI-scanners in kaart te brengen. Onderzoekers van het UMC Utrecht vonden een manier om deze vervormingen van hersenweefsel te meten.

Tot nu toe werd in onderzoeken naar hersenactiviteit de hartslag meestal juist bewust buiten beschouwing gelaten, omdat het als ruis werd gezien in de dataset. Onderzoeker en promotiebegeleider Jaco Zwanenburg van het UMC Utrecht, van oorsprong natuurkundige, denkt daar anders over: “Mechanica speelt een belangrijke rol bij veel biologische processen. De stijfheid en structuur van de ondergrond waarop stamcellen groeien, bepaalt bijvoorbeeld tot wat voor cellen ze zich ontwikkelen.” Hij gaat ervanuit dat ook het pulseren van de hersenen een of meerdere functies heeft.

Zo zou het kunnen helpen om afvalstoffen via hersenvocht makkelijker vanuit het brein af te voeren. Jacob-Jan Sloots promoveerde op het onderzoek; hij legt aan NewScientist uit hoe dit proces mogelijk zou kunnen verlopen en wat ze met hun studie hopen te bereiken: “We denken dat we met deze metingen de hersenen beter kunnen begrijpen en ziekteprocessen die er optreden beter kunnen bestuderen. Het kloppen is misschien belangrijk voor het functioneren en gezond houden van het brein, bijvoorbeeld doordat de pulsen het hersenvocht – dat afvalstoffen afvoert – in de goede richting stuwen. Of het zorgt ervoor dat de afvalstoffen sneller mengen met het hersenvocht en sneller worden afgevoerd. Dat kun je vergelijken met een theezakje dat je in heet water doopt. Als je het zakje beweegt, mengt de thee sneller met het water dan wanneer je het stil laat hangen.”

“We hopen daarnaast dat de vervormingen van het hersenweefsel door de hartslag, die meetbaar zijn met de nieuwe MRI-techniek, een indirect kijkje kunnen geven in de kleine bloedvaatjes in het hersenweefsel”, vervolgt Sloots. “Die vaatjes spelen waarschijnlijk een rol in ziektes zoals vasculaire dementie of alzheimer, maar zijn te klein om rechtstreeks waar te nemen.”

Hoe het de onderzoekers gelukt is om het pulseren in kaart te brengen? Sloots: “In principe zijn MRI-scanners in staat om het kloppen van het brein te meten. Maar de meeste zijn niet geprogrammeerd om de kleine pulsaties op te vangen. Daarom hebben wij nieuwe software ontwikkeld waardoor een gevoelige MRI-scanner zijn functies op een specifieke manier uitvoert waardoor dit wel gemeten kan worden.”

“In feite hebben we een compleet nieuw platform voor hersenonderzoek gebouwd”, laat Zwanenburg weten. “We hopen dat deze techniek leidt tot nieuwe inzichten in de processen die zich in het brein afspelen, en een beter begrip van het ontstaan van hersenziekten zoals de ziekte van Alzheimer.” Met een Vici-beurs van 1,5 miljoen euro op zak, kan zijn onderzoeksgroep de nieuwe technieken nu nog verder ontwikkelen om meer informatie te verkrijgen over de werking van hersenweefsel.