Diepe hersenstimulatie verstoort communicatie tussen hersengebieden

Tot nu was onduidelijk hoe diepe hersenstimulatie precies ingrijpt in het brein. Diepe hersenstimulatie is een therapie waarbij elektroden in het brein worden geïmplanteerd om bijvoorbeeld ernstige dwangstoornissen en Parkinson tegen te gaan. Het signaal van de elektroden zorgt ervoor dat de hersengolven van twee gebieden niet meer synchroon lopen. Daardoor kunnen de hersengebieden moeilijk contact maken. Dat betogen NWO-onderzoeker Ali Mazaheri en zijn collega’s van het AMC Amsterdam in het tijdschrift Biological Psychiatry.

De wetenschappers onderzochten het effect van diepe hersenstimulatie bij acht patiënten met een dwangstoornis. Met een EEG bekeek het team de werking van de hersenen van de patiënten, de ene week zonder diepe hersenstimulatie en de tweede week met diepe hersenstimulatie.

Gelijkgestemd
In de hersenen communiceren verschillende hersengebieden in een netwerk met elkaar via hersengolven. Maar daarvoor moeten de beide hersengebieden in hetzelfde ritme zitten. Als twee hersengolven tegelijk bewegen is de informatieoverdracht maximaal. Als twee hersengolven in tegengestelde richting 'golven' dan is de informatieoverdracht ernstig gehinderd. De onderzoekers zagen dat de diepe hersenstimulatie ervoor zorgt dat het gestimuleerde gebied geen stabiel signaal kan uitzenden. Door dit gebrek aan stabiliteit communiceren de hersengebieden niet goed.

Dwangstoornissen en Parkinson
De geteste patiënten lijden aan dwangstoornissen. Bij een dwangstoornis is er sprake van overactiviteit in bepaalde netwerken in de hersenen: er gaan te veel signalen heen en weer. Ook bij de ziekte van Parkinson is er sprake van overconnectiviteit tussen hersengebieden, in dat geval tussen de subthalamische nucleus en de motorcortex.

De proefpersonen kregen diepe hersenstimulatie gericht op het hersengebied nucleus accumbens. De onderzoekers maten de stabiliteit bij thèta-hersengolven. Als de diepe hersenstimulatie werd aangezet, bleek de stabiliteit – het uitzenden van hersengolven in een gelijk ritme - tussen de gebieden sterk af te nemen. Daarmee werd de overactiviteit gestopt. De neuronen waarop de diepe hersenstimulatie wordt gericht, blijven dus wel actief en zenden hersengolven uit, maar die signalen worden niet meer ontvangen door andere gebieden.

Therapie
Met deze ontdekking kunnen de onderzoekers de behandeling van patiënten met een dwangstoornis proberen te verbeteren. Mogelijk zijn de resultaten ook van toepassing op de behandeling van Parkinson, depressie en verslaving.

Het onderzoek van Mazaheri wordt gefinancierd door NWO. Hij ontving in 2010 een Veni-financiering van NWO. Veni is bedoeld voor recent gepromoveerde wetenschappers en geldt als een belangrijke stap in een wetenschappelijke carrière.