Het stimuleren van de hersenen met diep ingebrachte elektrodes is succesvol, maar erg ingrijpend. Onderzoekers van de TU Eindhoven, Kempenhaeghe, Philips Neuro en Universiteit Gent gaan daarom werken aan een methode om hersenen te stimuleren met elektrodes die op het hoofd worden aangebracht, in plaats van erin. Hun doel is om patiënten met ernstige epilepsie een op maat gesneden behandeling te kunnen bieden. Terloops gaan ze ook de wetenschappelijke discussie over de werkzaamheid van ‘non-invasive electrical neurostimulation’ beslechten.
Epilepsie
Epilepsie treft ongeveer 120.000 mensen in Nederland. Zo’n dertig procent van hen reageert niet op medicatie en houdt aanvallen. Voor deze groep kan elektrische breinstimulatie een oplossing zijn. DBS (diepe breinstimulatie), met elektrodes diep in de hersenen, heeft al bewezen effectief te zijn. De elektrodes moeten hierbij nauwkeurig geplaatst worden, zodat ze precies het juiste hersengebiedje prikkelen. Die nauwkeurigheid is tot heden een bottleneck voor niet-invasieve neurostimulatie, want het is nog onvoldoende bekend waar precies gestimuleerd moet worden en het is van buitenaf nog moeilijker om met de stimulatiestroom de juiste plek in de hersenen te bereiken.
Gepersonaliseerd
De onderzoekers verwachten dat een nieuw medisch instrument van Philips Neuro de oplossing biedt voor focale aanvallen; aanvallen in een specifiek deel van de hersenen. Het gaat om een systeem met 256 elektrodes dat niet alleen hersenactiviteit meet (EEG), maar in principe ook heel gericht stroom kan aanbrengen. Projectleider en technisch onderzoeksleider Rob Mestrom van de TU Eindhoven: “Dit instrument biedt ons dus de unieke mogelijkheid om nauwkeuriger dan voorheen te zien waar precies in de hersenen een epileptische aanval plaats vindt. Vervolgens gaan we precies dat punt stimuleren en kunnen direct meten wat het effect is.” De aanpak wordt daarmee gepersonaliseerd, doordat hij is afgestemd op de metingen bij de individuele patiënt.
Het basisidee van het project, met de naam PerStim, is eenvoudig, vertelt Paul Boon, klinisch onderzoeksleider en hoogleraar van de UGent en TU Eindhoven, “Wanneer we de bron van de aanval hebben gelokaliseerd, richten we op die plek een elektrische stimulus die precies het tegenovergestelde is van de gemeten activiteit. Daardoor zou de aanval moeten ‘uitdoven’.” We gaan dit onderzoeken met zowel gelijkstroom als wisselstroom.
Klinische testen
De eerste stap in het onderzoeksproject is de ontwikkeling van een gepersonaliseerd rekenmodel om nauwkeurig de epileptische focus te kunnen reconstrueren. Daarna gaan de onderzoekers de stimulatieparameters bepalen om de gewenste focus van de stimulatie te bereiken. Vervolgens gaan ze bekijken hoe ze het beste het effect van stimulatie kunnen meten. De resultaten worden gaandeweg toegepast in klinische testen. Voor het project worden twee promovendi en een postdoc aangesteld. Het onderzoek, met een budget van 1.9 miljoen euro, is deel van het Eindhoven MedTech Innovation Center (e/MTIC), een brede onderzoekssamenwerking tussen onder meer de TU/e, Kempenhaeghe en Philips.
Vraagtekens
Afgelopen jaar werden in het wetenschappelijke topjournal Cell vraagtekens geplaatst bij de werkzaamheid van non-invasieve hersenstimulatie. In een studie met metingen in de hersenen van net overleden personen, bleek het grootste deel van de elektrische prikkels het beoogde gebied namelijk helemaal niet te bereiken. Paul Boon: “Wij kunnen met ons onderzoek straks definitief de vraag beantwoorden of het werkt, en we gaan laten zien hoe je dit gepersonaliseerd kunt toepassen bij focale epilepsie.”
Afgelopen jaar werden in het wetenschappelijke topjournal Cell vraagtekens geplaatst bij de werkzaamheid van non-invasieve hersenstimulatie. In een studie met metingen in de hersenen van net overleden personen, bleek het grootste deel van de elektrische prikkels het beoogde gebied namelijk helemaal niet te bereiken. Paul Boon: “Wij kunnen met ons onderzoek straks definitief de vraag beantwoorden of het werkt, en we gaan laten zien hoe je dit gepersonaliseerd kunt toepassen bij focale epilepsie.”
Paul Boon hoogleraar in Eindhoven
De start van project PerStim valt tegelijk met de aanstelling van Paul Boon als deeltijds hoogleraar aan de TU Eindhoven op de leerstoel Neuromodulatie. Boon is neuroloog, hoofd van de afdeling neurologie in het Universitair Ziekenhuis en sinds 2002 hoogleraar Neurologie in Gent. Hij was twintig jaar directeur onderzoek en ontwikkeling bij Kempenhaeghe en er sinds 2018 strategisch adviseur van de raad van bestuur. Zijn aanstelling vloeit voort uit een jarenlange samenwerking en een overeenkomst getekend in 2016 in aanwezigheid van Mark Rutte en Geert Bourgeois, de premiers van Nederland en Vlaanderen. De Universiteit Gent, het Universitair Ziekenhuis Gent, de TU Eindhoven en Kempenhaeghe legden daarbij de intentie vast tot samenwerking qua onderzoek naar hersenveroudering. De aanstelling van Boon in Eindhoven, per 1 februari, wordt gefinancierd door het Epilepsiefonds.
Bron: TU Eindhoven