Bipolaire stoornis vinden met MRI

Dit artikel – een hoofdartikel in Technologie beoordeling ’s december 2005/januari 2006 gedrukte uitgave – is verdeeld in drie delen voor online presentatie. Dit is deel 1; deel 2 verschijnt op dinsdag 24 januari en deel 3 op woensdag 25 januari.

Toen Bradley Peterson, een psychiater en onderzoeker aan de Columbia University, aanbood om mijn hersenen te scannen met een magnetische resonantiecamera ter grootte van een kleine Airstream-aanhanger, zei ik meteen ja. Ik besteedde 10 minuten aan het invullen van een paginalange checklist (ik loog over de vraag of ik claustrofobisch was) en nog een paar minuten met het legen van mijn zakken en het wegdoen van sleutels, polshorloge en pen, die raketten zouden kunnen worden in het krachtige magnetische magnetische veld van de MRI. veld.

Ik ging op een smalle pallet liggen die als een la in een mortuarium in de machine gleed. De machine kreunde en kletterde terwijl hij in mijn schedel tuurde, en viel toen stil. Met een zacht gezoem gleed de pallet naar buiten en ik ontspande. In ongeveer de tijd die het kost om een ​​paar cd's op mijn laptop te branden, leunde Peterson over een scherm en liet me een gedetailleerd zwart-witbeeld van mijn hersenen zien.

Hersenscans zoals die ik had, zijn nu routine en worden voor van alles gebruikt, van het opsporen van tekenen van een beroerte tot het opsporen van vermoedelijke tumoren. Maar onderzoekers zoals Peterson duwen MRI-technologie verder dan iemand ooit dacht dat het zou kunnen gaan. In de afgelopen tien jaar is MRI opnieuw ontworpen om niet alleen de anatomie van de hersenen te onthullen, maar ook de manier waarop de hersenen werken.

Terwijl conventionele MRI-scans, zoals degene die Peterson me gaf, fysiologische structuren onthullen, kan een variant genaamd functionele MRI (fMRI) nu ook de bloedstroom in de loop van de tijd in beeld brengen, waardoor onderzoekers kunnen zien welke delen van de hersenen actief zijn tijdens bepaalde taken.

Inderdaad, fMRI-onderzoeken van de afgelopen jaren hebben onderzoekers verrassende beelden opgeleverd van de hersenen die daadwerkelijk aan het werk zijn. Een nog nieuwere uitbreiding is MRI-spectroscopie, een ander soort functionele beeldvorming die de activiteit van bepaalde chemicaliën in de hersenen bewaakt - en andere aanwijzingen geeft voor de hersenfunctie dan fMRI. En recentelijk hebben onderzoekers pionierswerk verricht met een MRI-techniek genaamd diffusion tensor imaging (DTI), die 3D-beelden produceert van het zwakke, spinachtige netwerk van draden dat het ene deel van de hersenen met het andere verbindt.

MRI is volgens Robert Desimone, directeur van het McGovern Institute for Brain Research aan het MIT, het krachtigste hulpmiddel geworden voor het bestuderen van het menselijk brein. Ik vergelijk het met de uitvinding van de telescoop voor astronomen. Desimone merkt op dat de komst van de telescoop niet meteen een revolutie teweegbracht in het wetenschappelijke begrip van het universum. Dat kostte tijd, omdat onderzoekers leerden hoe ze hun nieuwe tool moesten gebruiken.

Hetzelfde gebeurt met MRI, zegt Desimone. Onderzoekers beginnen nu pas het potentieel te beseffen van deze technieken, die ongeveer 15 jaar geleden voor het eerst op grote schaal op mensen werden gebruikt. Je ziet veel opwinding in het veld, zegt Desimone.

Verschillende technische ontwikkelingen hebben bijgedragen aan de verbetering van MRI. Bovenaan de lijst staat de ontwikkeling van krachtigere MRI-magneten, die meer gedetailleerde scans met een hogere resolutie mogelijk maken. Wat megapixels zijn voor een digitale camera, teslas, een maat voor magnetische veldsterkte, zijn voor MRI's: hoe meer je hebt, hoe beter de kwaliteit van het beeld. De nieuwste MRI's genereren magnetische velden van ongeveer zeven tesla's, vele duizenden keren sterker dan het magnetische veld van de aarde en minstens twee keer zo sterk als de velden die doorgaans in ziekenhuizen worden gebruikt. (Sommige onderzoekscentra, waaronder het McGovern Institute, hebben MRI-scanners van 9,4 tesla voor dierstudies.)

Een andere belangrijke ontwikkeling is een opeenvolging van steeds complexere methoden voor computeranalyse. Hierdoor kunnen onderzoekers meer en betere informatie uit scannergegevens halen en zijn niet alleen fMRI maar ook MRI-spectroscopie en DTI verbeterd.

Het uiteindelijke doel van hersenbeeldonderzoek is om te helpen verklaren hoe de miljarden neuronen en verbindingen in de hersenen tot gedachten leiden. Maar onderzoekers passen de nieuwe MRI-technieken ook toe op een meer praktisch, direct doel: het verbeteren van de diagnose en behandeling van psychische aandoeningen en leerstoornissen. De hoop is dat MRI-beeldvorming een veel nauwkeurigere diagnose zal bieden van psychiatrische ziekten waarvan de symptomen op elkaar kunnen lijken, waardoor jarenlang lijden wordt voorkomen voor patiënten die de verkeerde medicijnen gebruiken.

Als onderdeel van deze inspanning gebruiken onderzoekers MRI om de oorzaken te onderzoeken, niet alleen van psychiatrische aandoeningen, maar van allerlei soorten hersenafwijkingen en leerstoornissen, waaronder die vaak worden aangetroffen bij te vroeg geboren kinderen. En hoewel pogingen om hersenbeeldvorming te gebruiken om de psychiatrische gezondheidszorg te verbeteren de afgelopen tien jaar weinig succes hebben gehad, bieden de nieuwe MRI-technologieën - in wezen veel sterkere telescopen voor de geest - nieuwe hoop op het vinden van betere manieren om in te grijpen.

Bipolaire vingerafdruk

Een van de leiders in de poging om MRI in te zetten bij de diagnose en behandeling van psychiatrische aandoeningen is John Port van de Mayo Clinic in Rochester, MN. Port is een neuroradioloog die zijn carrière begon met een studie elektrotechniek en computerwetenschappen aan het MIT en later een doctoraat in celbiologie en een MD behaalde aan de Universiteit van Illinois. Hij bevindt zich dus in een goede positie om zowel de basis-MRI-technologie als de toepassingen ervan in de geneeskunde te onderzoeken.

Ports werk aan MRI zou een brede toepassing kunnen hebben in de psychiatrie, maar voorlopig concentreert hij zich op zijn specifieke interesse: bipolaire stoornis. Bipolaire stoornis, ook wel manische depressie genoemd, wordt gekenmerkt door stemmingswisselingen van wilde uitbundigheid tot diepe depressie, met perioden van stabiliteit daartussen. Röntgenfoto's of conventionele MRI's laten geen verschil zien tussen de hersenen van mensen met een bipolaire stoornis en mensen zonder bipolaire stoornis; medische tijdschriften zijn bezaaid met mislukte pogingen om beeldvorming te gebruiken om onderscheidende tekenen van de ziekte te vinden.

Port denkt dat veel van die pogingen wetenschappelijk gebrekkig waren. Ik heb een lijst met ergernissen van een kilometer lang, zegt hij. Er zijn een miljoen onderzoeken, maar de patiënten kunnen zes verschillende medicijnen gebruiken. Dus als je iets anders ziet, zijn het dan de medicijnen? Of is er iets aan de hand? Een ander probleem met veel eerdere onderzoeken, zegt hij, is dat er te weinig patiënten bij betrokken waren. Van 10 patiënten kun je niets zeggen. Veel van het onderzoek is niet zo rigoureus geweest als zou moeten.

Inderdaad, ondanks jarenlang werk, weten neurowetenschappers nog steeds niet wat de bipolaire stoornis veroorzaakt, of precies welke delen van de hersenen erbij betrokken zijn. Dat gebrek aan kennis heeft de zoektocht naar veiligere en effectievere manieren om de ziekte te behandelen ernstig belemmerd. De belangrijkste medicijnen voor bipolaire stoornis, lithium en Depakote, bestaan ​​al tientallen jaren.

Beide werden per ongeluk ontdekt, toen onderzoekers die iets anders probeerden te doen, merkten dat de medicijnen de symptomen van patiënten met een bipolaire stoornis verlichtten. En hoewel de medicijnen bij sommige mensen redelijk effectief kunnen zijn, hebben artsen geen idee hoe ze werken of welke patiënten er waarschijnlijk baat bij hebben. Om betere geneesmiddelen te vinden, moeten onderzoekers zich kunnen richten op de exacte mechanismen of structuren die betrokken zijn bij bipolaire stoornis.

Het lokaliseren van de mechanismen zou ook kunnen leiden tot een nauwkeurigere evaluatie van de aandoening. Vaak wordt de diagnose in de psychiatrie gedaan door een soort vallen en opstaan, waarbij een psychiater een weloverwogen gok doet op basis van het gedrag of de zelfgerapporteerde symptomen van een patiënt, een medicijn voorschrijft en kijkt of het helpt. Als dat niet het geval is, overweegt de psychiater een andere diagnose en een ander medicijn, totdat iets begint te werken.

Wat psychiaters nodig hebben, is een test die hen het antwoord geeft: deze patiënt heeft de ziekte of niet, zegt Port. Hij en andere onderzoekers hopen dat MRI-scanners de definitieve diagnose zullen bieden. En voor degenen in de geestelijke gezondheidszorg zou dat alles veranderen. Ik wijd de rest van mijn carrière aan het bedenken van een beeldvormende test waarmee psychiaters bipolaire stoornis en andere ziekten kunnen diagnosticeren, zegt Port.

Morgen: een diepere kijk op de technologieën van MRI-spectroscopie en DTI.

Het meest recente boek van Paul Raeburn is: Kennismaken met de nacht , een memoires over het opvoeden van kinderen met een depressie en een bipolaire stoornis.

Homepagina-afbeelding met dank aan John Port.

zich verstoppen