Naast een fysieke handicap leidt multiple sclerose in ongeveer de helft van de patiënten tot een cognitieve achteruitgang. Die achteruitgang kan zich uiten in een iets tragere reactiesnelheid of het moeilijker vinden om het alledaagse leven georganiseerd te krijgen.
Hoewel we weten dat MS aanleiding geeft tot schade in het centrale zenuwstelsel en we die schade tot op zeker detail ook kunnen meten aan de hand van magnetische resonantie beeldvorming (MRI), weten we niet hoe die schade leidt tot een versnelde cognitieve achteruitgang.
Wat is magnetoencefalografie?
In deze studie bestuderen we daarom de werking van de hersenen aan de hand van magnetoencefalografie (MEG). De basiscellen van onze hersenen (de neuronen) communiceren met elkaar door het uitwisselen van kleine elektrische signalen. Als voldoende neuronen op hetzelfde moment en in dezelfde regio actief zijn, kunnen we het resultaat van deze elektrische activiteit opmeten op twee manier.
Enerzijds kunnen we met behulp van elektroencefalografie (EEG) het resulterende spanningsverschil op de schedel opmeten. Een nieuwere en meer nauwkeurige techniek, MEG, meet niet deze spanningsverschillen op, maar de magnetische velden die uit onze hersenen komen. Doordat magnetische velden veel minder verstoord worden door de huid – wat een elektrische geleider is en dus de elektrische potentiaal uitsmeert – kunnen we nauwkeuriger weten van waar welk signaal komt.
Een MEG-scanner is ontworpen om extreem kleine magnetische velden op te kunnen meten. Omdat zo’n scanner ook andere kleine magnetische velden, bv opgewekt door treinen, computers of het magnetische veld van de aarde, kan opmeten, vinden de metingen in een afgesloten ruimte plaats zodat alle externe magnetische velden zoveel mogelijk geweerd kunnen worden.
Verschillende hersenregio’s vormen samen netwerken
Wanneer veel neuronen op éénzelfde plaats actief zijn, genereren ze een signaal dat we kunnen opmeten met EEG of MEG. In het afgelopen decennium hebben we echter ook gemerkt dat groepen neuronen op afgelegen plaatsen gelijktijdig activiteit vertonen. Grotere hersenzone’s die ‘samenwerken’ en synchroniseren om informatie uit te wisselen, noemen we een hersennetwerk.
Een nieuwe manier om hersenfunctie te beschrijven
Zelfs wanneer we iemand vragen om aan niets bijzonders te denken, zien we verschillende hersennetwerken die actief zijn. Vroeger werd er aangenomen dat alle netwerken een beetje actief zijn voor de volledige duur van de scan sessie. Wij hebben echter een nieuwe methode toegepast, ontwikkeld door onze collega’s van de Universiteit van Oxford, die toelaat om de hersenactiviteit op te delen in verschillende toestanden. Iedere toestand bestaat dan uit een netwerk dat op een bepaald moment ofwel actief ofwel niet actief is. Op die manier krijgen we voor het eerst een inzicht in de snelle dynamica (grootte-orde 50-100 ms) van hersennetwerken.
Wat we zien in mensen met MS ?
In mensen met multiple sclerose zien we één netwerk, het zogeheten default-mode netwerk, minder dynamisch is dan in een controlepopulatie. Mannelijke MS patiënten bleven gemiddeld langer in deze toestand dan controles en de hersenen van vrouwelijke MS patiënten brachten minder tijd door in deze toestand.
Wat we zien in mensen met MS die ook behandeld worden met benzodiazepines ?
Benzodiazepines vormen een klasse aan geneesmiddelen die aangewend worden als symptomatische behandeling van slaapproblemen, angststoornissen en spacticiteit. We konden het effect van benzodiazepines aantonen zowel in het hersennetwerk dat geassocieerd wordt met motorische coördinatie en hetzelfde default-mode netwerk.
Conclusie
Door het toepassen van de nieuwste analyse technieken op kwalitatieve MEG data kunnen we voor het eerst de dynamische eigenschappen van de hersenen bestuderen. We hebben momenteel beschreven hoe die dynamica verschilt tussen MS patiënten en gezonde controles, maar onze hoop is dat door het beter kunnen karakteriseren van hersenactiviteit we beter zullen begrijpen hoe MS leidt tot cognitieve achteruitgang.
