211service.com
Hergroei van de beschadigde hersenen
In de afgelopen jaren hebben wetenschappers ontdekt dat de hersenen een opmerkelijk vermogen tot zelfherstel hebben. In de hoop van dit vermogen te profiteren, hebben onderzoekers een technologie ontwikkeld om elektrische stimulatie rechtstreeks aan hersenweefsel te leveren. De therapie, die nu wordt getest in grote klinische onderzoeken, zou de herstelmechanismen van de hersenen kunnen stimuleren en het herstel na een beroerte kunnen verbeteren.
Een platte, 1x1 elektrode die over het buitenste membraan van de hersenen wordt geplaatst, stimuleert het onderliggende corticale weefsel zonder dat de drager een sensatie voelt. Het apparaat kan patiënten helpen de motorische functie te herstellen na een beroerte. (Met dank aan Northstar Neuroscience.)
Studies bij zowel proefdieren als mensen hebben aangetoond dat neuronen in de buurt van het beschadigde weefsel zich na een beroerte beginnen te reorganiseren in een poging de gewonde gebieden te compenseren. Dit genezende vermogen kan echter worden geraakt of gemist - sommige patiënten herwinnen het vermogen om te lopen of te praten, terwijl anderen permanent gehandicapt blijven.
[ Klik hier voor illustraties van de hersengebieden en de functies van het apparaat.]
In veel gevallen kunnen patiënten herstel stimuleren door te oefenen. Iemand die de functie in zijn linkerhand heeft verloren, zou bijvoorbeeld verschillende bewegingen met die hand kunnen oefenen om de aangeboren herstelmechanismen van de hersenen te stimuleren. Maar in de meeste gevallen gaat die neuroplasticiteit niet ver genoeg, zegt Alan Levy, CEO van Northstar Neurowetenschap , een bedrijf in medische hulpmiddelen gevestigd in Seattle, WA.
Dus ontwierpen Levy en medewerkers een manier om specifieke delen van de cortex te stimuleren om te proberen de natuurlijke neuroplasticiteit van de hersenen verder te verbeteren. De technologie is veelbelovend gebleken in voorlopige onderzoeken bij mensen - onderzoekers ontdekten dat patiënten die zowel revalidatietherapie als stimulatie kregen, 15 tot 30 procent verbeterden bij standaardtests van hand- en armfunctie; terwijl controles, die alleen fysiotherapie ondergingen, slechts 0 tot 12 procent verbeterden. Northstar sponsort nu een grotere klinische proef in 18 revalidatiecentra in de Verenigde Staten.
Experts waarschuwen echter dat het nog te vroeg is om te zeggen hoe effectief of breed toepasbaar de technologie zal zijn. We moeten onderzoeken in grotere groepen zien om te weten of het effectief is, zegt Douglas Katz , een neuroloog aan de Boston University Medical School, en onder welke omstandigheden het effectief is, zoals de locatie van een beroerte, de tijd na een beroerte [dat de behandeling wordt gebruikt] en hoeveel stimulatie nodig is. Voegt Katz toe: Maar ik denk dat deze technieken veelbelovend zijn.
De voordelen kunnen ook afhangen van de ernst van de beroerte. Het is mogelijk dat deze therapie alleen effectief zal zijn bij patiënten met relatief milde beperkingen, zegt Randolph Nudo, directeur van de Landon Center over veroudering aan het University of Kansas Medical Center in Kansas City, die de effecten van de Northstar-technologie in diermodellen van beroertes bestudeert. Mensen die een ernstigere beroerte hebben gehad en daarom minder neuronen over hebben om het beschadigde gebied te compenseren, kunnen mogelijk niet profiteren van stimulatie.
Nudo en collega's voeren uitgebreide dierstudies uit om de meest effectieve parameters voor de corticale stimulatiebehandeling te bepalen, en ook of afgelegen gebieden van de hersenen kunnen worden gerekruteerd om mensen met een ernstiger beroerte te helpen.
Bij de corticale stimulatieprocedure brengen artsen eerst de omvang van de schade in kaart met behulp van beeldvorming van de hersenen. Beweging van de hand wordt bijvoorbeeld bepaald door een specifiek deel van de motorische cortex, een laag van de hersenen die beweging regelt. Artsen gebruiken functionele magnetische resonantiebeeldvorming, die de bloedstroom in verschillende delen van de hersenen meet, om het deel van de cortex te lokaliseren dat beschadigd is, evenals de aangrenzende gebieden die proberen de controle over de beschadigde hand over te nemen. Een neurochirurg boort dan een klein gaatje in de schedel over dit gebied en plaatst een platte elektrode bovenop de dura, een taai membraan dat de hersenen bedekt, om het corticale gebied eronder te stimuleren.
De stimulator wordt gevoed via een pacemakerachtig apparaat dat in de borst is geïmplanteerd en met de elektrode is verbonden door een koord dat onder de huid is geschroefd. Een arts of fysiotherapeut kan de stimulator aan- en uitzetten met een draadloze controller. De stimulator wordt alleen ingeschakeld wanneer patiënten revalidatieoefeningen doen; patiënten in de Northstar klinische proef zullen een intensief fysiotherapieprogramma van zes weken ondergaan.
Wetenschappers weten nog niet precies hoe de elektrische stimulatie werkt, maar onderzoek in diermodellen geeft enkele aanwijzingen. We denken dat we de prikkelbaarheid van neuronen in het gespaarde weefselgebied veranderen, zegt Nudo.
Neuronen communiceren door elektrische berichten naar elkaar te sturen. Wanneer een persoon zijn of haar hand beweegt om bijvoorbeeld een kopje op te pakken, vuren de neuronen in de motorische cortex om de armspieren te vertellen dat ze moeten bewegen. Als neuronen in een herstellend hersengebied elektrisch worden gestimuleerd op hetzelfde moment dat een patiënt de beker probeert te verplaatsen, kan het voor deze neuronen gemakkelijker worden om te vuren. Wetenschappers theoretiseren dat deze neuronen met herhaalde oefening en elektrische stimulatie nieuwe neurale verbindingen ontwikkelen die het vermogen van de patiënt om de beker op te pakken versterken, wat leidt tot een blijvende verandering in motoriek.
Experts zeggen zelfs dat de combinatie van stimulatie en therapie de sleutel is tot deze behandeling. De technologie verbetert de effectiviteit van de eigen vrijwillige beweging van de patiënt, zegt Carolee J. Winstein , een biokinesioloog en fysiotherapeut aan de University of Southern California in Los Angeles. De combinatie van technieken lijkt effectiever dan welke techniek dan ook op zich, zegt ze. Winstein voert een deel van de huidige Northstar-proef uit.
De corticale stimulator van Northstar is niet de enige behandeling in ontwikkeling om de neuroplasticiteit na een beroerte te stimuleren. Sommige neurowetenschappers bestuderen transcraniële magnetische stimulatie, een niet-invasieve methode om specifieke hersengebieden te stimuleren. Anderen ontwikkelen medicijnen die de neuroplasticiteit versterken. Maar Nudo zegt dat directe elektrische stimulatie enkele voordelen kan hebben. We kunnen de locatie van de stimulatie beter controleren, evenals andere parameters, zoals frequentie, zegt hij. Met een medicijn heb je die controle niet.
Northstar hoopt uiteindelijk de technologie te ontwikkelen voor een breed scala aan aandoeningen, waaronder hersenletsel, gehoor- en pijnstoornissen, bewegingsstoornissen en neuropsychiatrische stoornissen. Het bedrijf sponsort momenteel klinische onderzoeken naar afasie (verlies van spraak), tinnitus (oorsuizen) en hemiparese (zwakte aan één kant van het lichaam).
Chris Ware, een voormalig politieagent, kreeg negen jaar geleden een beroerte waardoor hij gedeeltelijk verlamd raakte aan zijn rechterzijde. Hij leerde weer lopen en praten na de beroerte, maar was nog steeds ernstig gehandicapt. Na deelname aan een klinische proef met de Northstar-technologie in 2004, kon hij naar eigen zeggen veel meer alleen doen, zoals zijn veters strikken en autorijden.
Het concept van neurale plasticiteit heeft het potentieel voor meer herstel na hersenletsel nieuw leven ingeblazen, zegt Winstein. Ik denk dat we de ontwikkeling zullen zien van veel nieuwe technologieën en behandelingen die proberen gebruik te maken van dit natuurlijke vermogen. Het is een spannende tijd in de afkickkliniek.