Wondermiddel voor hersenonderzoek

De hersenen kunnen worden gestimuleerd met een flinke magneet. Een wondermiddel voor hersenonderzoek, maar de uitvinder blijft nuchter.

Rotterdam, 25 september. Dwars door de schedel heen kan een sterke magneet elektrische stroompjes opwekken in de onderliggende hersencellen. Daardoor kan plots een arm bewegen, de spraak verdwijnen, of de stemming opklaren. Sinds de ontdekking van deze techniek, transcraniale magnetische stimulatie (TMS) genaamd, willen onderzoekers er een lange lijst hersenaandoeningen mee verbeteren.

Maar het meeste succes heeft TMS als hulpmiddel bij experimenten in het lab. Door tijdelijk gericht een hersengebied lam te leggen komen wetenschappers meer te weten over de functie van dat gedeelte. Deze week kwam de uitvinder van de techniek, Anthony Barker, uit Groot-Brittannië over om in het Nijmeegse Donders Instituut een lezing te geven. Het Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, dat sinds 1 september het Nijmeegse hersenonderzoek samenbrengt, heeft een nieuw TMS-lab.

Pijnloos

Puur uit nieuwsgierigheid zocht Barker als jonge ingenieur een manier om zenuwen pijnloos en zonder de schedel te openen te stimuleren, vertelt hij in een telefonisch interview. „Er was destijds wel een manier om zenuwen in het brein elektrisch te stimuleren: met een puls van duizend volt. Dat was alsof je een klap met een hamer kreeg.” Barker hoopte dat de elektrische stroom die door een magnetisch veld wordt opgewekt, die narigheid niet zou hebben. En dat klopte. Toen zijn bericht in 1985 in het medische vakblad The Lancet verscheen, stroomden de aanvragen binnen bij Barker aan de universiteit van Sheffield. Iedereen wilde werken met de magnetische staf.

Radiogolven uit een mobieltje zijn te zwak om het brein op te warmen

Wetenschappers proberen er zware depressie mee te behandelen, schizofrenie, epilepsie, obsessief gedrag, en de hevige trillingen van mensen met de ziekte van Parkinson. Er zijn zelfs mensen die er verborgen creativiteit mee hopen aan te boren, of hun bewustzijn aan te scherpen. Tot nu toe zijn de gevonden effecten matig, en meestal van korte duur.

„Zoals met elke nieuwe techniek overheerste in het begin het optimisme”, vertelt Barker. „Vooral voor de toepassing bij ernstige depressie had men hoge verwachtingen, maar het wetenschappelijke bewijs is tot nu toe niet eenduidig. Verschillende onderzoeken laten wel zien dat TMS de stemming kan beïnvloeden, maar of dat genoeg is om het ook in de kliniek te gebruiken is nog steeds niet duidelijk. Het effect is er wel, maar het is tamelijk zwak.”

Fors

Tijdens een TMS behandeling houdt een onderzoeker een metalen spoel boven het hersengebied dat hij wil stimuleren. Elektrische stroom die door de spoel gaat, wekt een magnetisch veld op van 1 tot 3 of 4 tesla. Dat is fors: het magnetische veld van de aarde is 20.000 maal kleiner dan 1 tesla. Afhankelijk van de manier van stimuleren worden de onderliggende zenuwen actiever, of juist minder actief.

Een nieuwe manier van TMS toedienen zou wel eens betere resultaten bij depressie kunnen geven, denkt Barker. Die heet theta burst stimulatie. Daarbij geeft een onderzoeker korte series hoogfrequente pulsen in plaats van regelmatige herhalingen. „Uit dieronderzoek blijkt dat die elektrische stimulatie robuuste, langdurige effecten heeft”, zegt Barker. „Er zijn tientallen minuten later nog effecten te meten, terwijl dat bij gewone TMS vaak maar tientallen seconden zijn. Het is nog niet uitgetest bij mensen met een depressie, maar ik denk dat alle eerdere onderzoeken naar de effecten van TMS bij depressie opnieuw gedaan zouden moeten worden met theta burst-stimulatie.”

Barker verwacht met die theta bursts in de toekomst ook goede resultaten bij het revalideren na een beroerte. „Met die vorm van TMS maak je de zenuwcellen tijdelijk flexibeler. Dan kan het brein beter dingen leren. Mensen onderzoeken nu of de normale oefen- en fysiotherapie die mensen na een beroerte krijgen, wellicht beter aanslaat wanneer ze die vlak na een TMS-behandeling krijgen.”

Denkhelm

Zoals met veel technieken die de hersenen beïnvloeden, vindt ook TMS zijn weg naar mensen die hun brein willen verbeteren. Zo hoopt de Australische hersenwetenschapper Allan Snyder er een ‘denkhelm’ mee te maken die de controlerende linker hersenhelft tijdelijk uitzet, zodat de rechterhelft vrijelijk zijn hoogbegaafde talenten kan laten zien.

„Sommige mensen gebruiken zeer zwakke magnetische velden, of statische magneten, en schrijven daar allerlei effecten aan toe”, zegt Barker. „Maar zwakke of statische magnetische velden wekken geen elektrische stromen op die zenuwen activeren.”

Om diezelfde reden moeten mensen zich ook geen zorgen maken over de radiosignalen van de mobiele telefoon, zegt Barker. „De radiogolven uit een mobiele telefoon zijn te zwak om het brein op te warmen. Ze zijn maximaal 0,25 watt, terwijl een brein in rust al 20 watt aan hitte produceert om op lichaamstemperatuur te blijven. Bovendien is hun frequentie te hoog om zenuwen te kunnen stimuleren. „Er is geen stevig wetenschappelijk bewijs dat die dingen gevaarlijk zijn, en ook geen theoretische basis om dat te denken.”