14 Het verrassende brein 18 Grootmeester kleine hersenen 20 John

Illustratie: helen van vliet
focus
Het brein
Lof der Geneeskunst, de jaarlijkse publiekslezing van Erasmus MC over
medische wetenschap, staat dit jaar in het teken van het brein.
14 Het verrassende brein
25 Dementie
Het veelzijdige onderzoek van Erasmus MC
De dreiging van het grijze gevaar
18 Grootmeester kleine
34 Hersentumorcentrum
hersenen
Chris de Zeeuw en de wondere wereld
van ons brein
20 John Donoghue
Opent de poort tussen hersenen en spieren
Wereldambities van Clemens Dirven
39 Minder pijn bij kanker
Een Rotterdams offensief
40 Multiple sclerose
22Succesvolle
Opvallende toename van een complexe ziekte
Het geheim achter leren en onthouden
24 Nieuwe generatie
44Pijnbestrijding
De brug tussen psychiatrie en neurowetenschappen
toevalstreffer
hersenmedicatie
Monitor • oktober 2009
43 Psychiatrie
Zorg voor ouder en kind onder één dak
bij baby’s
Van pijnbehandeling naar pijnpreventie
13
focus Brein
Het verrassende brein
Het brein leidt geregeld tot ophef binnen en buiten
wetenschappelijke kringen. Ondanks hersenscans,
elektronenmicroscopen en toegenomen genetische
kennis blijft het voor verrassingen zorgen.
B
ij een zevenjarig Turks meisje dat in
2002 naar het Erasmus MC-Sophia in
Rotterdam kwam om haar amandelen
te laten knippen, ontdekten artsen dat zij de
helft van haar hersenen miste. De leegte was
zichtbaar als een groot zwart vlak op de scan.
Navraag leerde dat het kind als driejarige was
geopereerd vanwege het Rasmussen-syndroom. Dit is een uiterst zeldzame hersenaandoening, die kan leiden tot grote problemen
met spreken en bewegen en gepaard gaat met
zware aanvallen van epilepsie.
Vloeiend tweetalig
Chirurgen in Utrecht bleken bij het Turkse
meisje het deel van de aangetaste hersenen te
hebben verwijderd waarin de taalvaardigheden worden geregeld. Tot volslagen verrassing
van de Rotterdamse KNO-artsen bleek het
kind vloeiend te spreken en tweetalig te zijn.
Ze sprak uitstekend Turks en Nederlands.
Bovendien kon ze in de behandelkamer
moeiteloos overschakelen van de ene taal op
de andere. Een voorzichtige conclusie van
wetenschappers was dat de hersendelen blijk-
Geen pijn in
het brein
Wie hoofdpijn heeft kan van één ding vrijwel
verzekerd zijn: het ligt niet aan zijn hersenen.
Het belangrijkste orgaan in ons lichaam wéét
wat pijn is - het regelt dat andere delen van
ons lichaam pijn voelen - maar heeft er zelf
een broertje dood aan. Ergens in de evolutie
is daarom besloten dat de hersenen zonder
pijnreceptoren kunnen, en dus geen pijn
kunnen voelen.
baar functies van elkaar kunnen overnemen.
Mogelijk compenseert de ene helft van het
brein het wegvallen van de andere.
Hersenscans
Om kennis over de hersenen te verwerven,
volstaan toevalstreffers niet. Wetenschappers volgen structureel de gezondheid van
grote groepen gezonde burgers, zoals in het
epidemiologische onderzoek ERGO. Dit
startte 1990 in Rotterdam-Ommoord en duurt
tot op de dag van vandaag voort. Hieraan
doen vijftienduizend 45-plussers belangeloos
mee. Bij dit onderzoek worden geregeld
scans van hersenen gemaakt. Krijgt iemand
later bijvoorbeeld Alzheimer, dan kunnen de
onderzoekers de oude scans erbij pakken en
de allereerste veranderingen traceren.
Pen verplaatsen
Hersenwetenschappers werken ook met
proefdieren en laten menselijke vrijwilligers
testjes uitvoeren, eigenlijk een soort spelletjes. Professor Maarten Frens van Erasmus
MC rapporteerde in zijn oratie over zo’n test
op zijn afdeling Neurowetenschappen. Daarbij moesten vrijwilligers een pen over een
tafelblad bewegen, van punt A naar punt B.
Zowel gezonde mensen als mensen met het
syndroom van Williams-Beuren, een aangeboren ontwikkelingsstoornis, deden hieraan
mee. Alle deelnemers waren in staat de pen
te verleggen. Iedereen kon het doel zien en
doelgerichte bewegingen maken. Maar toen
de handen werden afgedekt, traden belangrijke verschillen aan het licht. De gezonde
proefpersonen konden nog steeds zonder
problemen de pen naar punt B verplaatsen,
de mensen met Williams-Beuren niet meer.
Hun bewegingen eindigden op plekken ver
14
oktober 2009 • Monitor
Tekst Joop van de Leemput | Beeld Levien Willemse
verwijderd van het doel op het tafelblad.
Bij syndromen als die van Williams-Beuren
trachten wetenschappers zo nauwkeurig
mogelijk de processen in kaart te brengen die
zijn verstoord.
Discomuis
Professor Chris de Zeeuw, hoofd van de
afdeling Neurowetenschappen van Erasmus
MC, deed proeven met vastgemaakte muizen
die naar een draaiende discobol moesten
kijken. Hij bracht hiermee de vuursignalen
die hersencellen voortdurend afschieten
‘live’ in kaart. Dit verschafte hem inzicht in
hoe (muizen)hersenen informatie van een
veranderende omgeving verwerken.
Sinds enkele jaren hebben de hersenonderzoekers van Erasmus MC de beschikking over
een apparaat, de Multi-Foton-microscoop,
dat ‘live’ haarscherp hersencellen van
proefdieren al werkend in hun natuurlijke
omgeving in beeld brengt.
Schaker Fritz
Op het ene terrein zijn hersenexperts
verder dan op het andere. Maarten Frens,
bij Erasmus MC gespecialiseerd in de kleine
hersenen, heeft betoogd dat de intelligentie
in de hersenen makkelijker is na te maken
dan de kunst van bewegen, die ook vanuit
de hersenen komt. Hij staafde dit met een
uitspraak van de Russische schaker Vladimir
Kramnik. Deze grootmeester en voormalig
wereldkampioen sprak vol ontzag over het
Duitse schaakprogramma Fritz, waartegen
hij heeft gespeeld. “Tja, het klinkt misschien
idioot maar Fritz speelt in veel opzichten,
hoe zal ik het zeggen, als een mens.” Met
computersoftware lijkt het dus mogelijk om
menselijke kwaliteiten te evenaren.
Anderzijds, stelde Frens, kost het grote
moeite een robot te ontwerpen die stappen
kan nemen. Pasgeleden toonden Japanse
onderzoekers trots een robot die uiterst traag
trap kon lopen, een prestatie die elke handige
kleuter met gemak kan overtreffen.
TomTom-muis
Met de nog onvolledige kennis die over de
hersenen aanwezig is, kunnen wetenschappers niettemin verbazingwekkend veel
aanvangen. Professor Ype Elgersma van het
Erasmus MC veranderde het transport van
het CaM-kinase-eiwit in de hersenen van
proefmuizen. Hij deed dat door een gen te
manipuleren. Daarna bleken de dieren al
zwemmend in een bak witte vloeistof veel
beter in staat de weg te vinden. Zo creëerde
hij de eerste ‘TomTom-muis’. De muizen
met weinig CaM-kinase-eiwit daarentegen
konden de weg helemaal niet vinden.
Helemaal perfect waren de Rotterdamse TomTom-muizen niet: ze blijven naar dezelfde
plek (een eiland) zwemmen in de balk witte
Pril begin
Alzheimer
De komende jaren gaan de afdelingen
Neurologie, Neuropsychologie, Geriatrie en
Radiologie van het Erasmus MC uitzoeken
of de ziekte van Alzheimer voorspeld kan
worden aan de hand van MRI-scans. De
onderzoekers volgen drie jaar lang patiënten
met milde ‘cognitieve stoornissen’, een
mogelijk voorportaal van dementie. Na afloop
wordt gekeken wie van de onderzochte
personen dementie hebben ontwikkeld en of
dit aan de hand van de scans was te voorzien.
Ook zullen ze beoordelen of afwijkingen op
de MRI-scans samenhangen met schade aan
de kleine bloedvaten van de hersenen.
Monitor • oktober 2009
15
focus Brein
vloeistof, ook als dat eiland was verplaatst.
Bovendien kregen ze een epileptische aanval
als ze werden aangeraakt. Hun synaptische
signaaloverdracht stond blijkbaar te hard aan,
stelde Elgersma (zie ook pagina 20, red.).
Dit experiment richtte zich op het ruimtelijk
inzicht en de hippocampus in de hersenen.
De hiermee vergaarde kennis komt later
mogelijk van pas bij het uitvinden van
therapieën voor kinderen met aangeboren
leerproblemen.
Medicatie hard nodig
Van de meeste hersenziekten is de biologische basis nog onbekend, constateerde
neurowetenschapper professor Gerard Borst
van Erasmus MC in zijn oratie, al zijn er wel
duidelijke aanwijzingen dat stoornissen in de
signaaloverdracht een belangrijke rol spelen.
De beschikbare wetenschappelijke kennis
blijkt nog onvoldoende om genezende behandelingen te creëren voor ziekten als Parkinson, dementie, schizofrenie en depressie. In
het beste geval kan de hersenaandoening
worden afgeremd of tijdelijk tot stilstand
worden gebracht.
Goedwerkende medicatie is dringend nodig.
Vijf van de zestien miljoen Nederlanders
lijden aan een hersenkwaal. Migraine en
angststoornissen komen veruit het meest
voor: bij respectievelijk 2,4 miljoen en 1,8
miljoen mensen. De behandeling van alle
hersenaandoeningen samen is kostbaarder
dan die van kanker of hart- en vaatziekten.
Sleutel op slot
In de psychiatrie, waar artsen het effect van
hersenmedicatie bij patiënten zien, wordt het
belang van de beschikbare geneesmiddelen
voor hersenaandoeningen enigszins gerelativeerd. Zo zei psychiater dr. Jaap Krulder van
Erasmus MC over het veelgeprezen middel
tegen de ziekte van Alzheimer, Exelon: “Als ik
moest kiezen, heb ik liever maatschappelijke
begeleiding dan de Exelon-pil.”
Opmerkelijk is dat professor Avezaat, voorheen hoofd Neurochirurgie van het Erasmus
MC en inmiddels met pensioen, betoogde dat
neurochirurgen niet de genezing zullen brengen waarop patiënten met een hersentumor
hopen. De genezing zal uit andere vakgebieden komen, verwacht hij, vooral de moleculaire biologie en de genetica. Het wegsnijden
van de tumor helpt, maar is doorgaans onvoldoende voor volledige genezing. Vaak blijven
losse tumorcellen achter. Daarvoor moeten
medicijnen komen die alle tumorcellen
kunnen traceren en daarop als een sleutel op
een slot passen. De eerste generatie daarvan
is inmiddels beschikbaar, onder meer tegen
enkele vormen van kanker.
Spiegeltherapie misleidend
Misleiding van de hersenen is het uitgangspunt van de spiegeltherapie, waarnaar Erasmus MC onderzoek verricht. Deze therapie werd in 1996 in de Verenigde Staten ontdekt en is bedoeld om bij
patiënten met een amputatie de fantoompijn (het denkbeeldige gevoel van pijn in het afgezette
lichaamsdeel) te verminderen. Door patiënten voor een spiegel te zetten, zodat ze in plaats van de
amputatieplek het intacte lichaamsdeel tweemaal zien, wordt de hersenen een illusie van twee
‘normaal’ bewegende ledematen voorgeschoteld. Hoe dat precies werkt is nog onduidelijk. Maar
patiënten kregen door het herhaald oefenen met de spiegel het gevoel dat hun geamputeerde
arm er weer was en het leidde tot een vermindering van fantoompijn en fantoomspasmen.
Erasmus MC verricht onderzoek naar dit fenomeen om een beter inzicht te krijgen in zowel de
therapeutische effecten van spiegeltherapie als het werkingsmechanisme ervan.
16
Bondgenootschap
Een ontwikkeling waarvan veel wordt
verwacht, is het bondgenootschap dat
neurowetenschappen en psychiatrie hebben
gesloten. Bij het Erasmus MC is hiervoor een
aparte hoogleraar benoemd: professor Steven
Kushner, met z’n 33 jaar de jongste hoogleraar
in de geneeskunde van Nederland.
De vakgebieden genetica, epidemiologie
en biologie zullen een ondersteunende rol
spelen bij het verbond tussen neurowetenschappen en psychiatrie. Kushner zelf is
zowel neurowetenschapper als psychiater.
Een interview met hem staat op pagina 24.
oktober 2009 • Monitor
Voor patiënten met hersenaandoeningen is
het huwelijk tussen neurowetenschappen en
psychiatrie van groot belang. Grote academische centra als Erasmus MC spelen hierin
de hoofdrol omdat ze zowel zeer gespecialiseerde onderzoeksgroepen in huis hebben
als de omvangrijke populaties patiënten, die
onmisbaar zijn voor het onderzoek.
Afkoeling van het bloed
De Griekse filosoof Aristoteles meende dat de hersenen slechts dienden ter afkoeling van het
bloed. Het hart was in zijn ogen het centrum van ons lichaam, dus ook van ons denken. Opmerkelijk voor een wijsgeer die toch echt zijn hersens gebruikte.
Beethovens grote geheel
De neiging bij (natuur)wetenschappers bestaat om de vragen die we hebben over het functioneren
van het brein op te delen in de kleinst behapbare brokjes, het zogeheten reductionisme. Elk proces
in de hersenen wordt daarbij teruggebracht tot een biologisch - en vooral meetbaar - proces. Welk
deeltje van het brein wordt gebruikt als we de kleur rood zien? Welke chemische en natuurkundige
processen zijn daarvoor nodig? En in hoeverre veranderen die als we de kleur groen zien?
Critici wijzen op de beperkingen van de reductionistische benadering, hoe succesvol die in sommige opzichten ook mag zijn in het verklaren van processen en het ontwikkelen van geneesmiddelen voor defecten in de hersenen. De Amerikaan Jonah Lehrer, auteur van het boek ‘Proust was
een neurowetenschapper’, omschrijft het zo: “Niet alles heeft er baat bij om in stukjes uiteen te
worden gehaald. Kijk bijvoorbeeld naar de muziek van Beethoven. Volgens mij moet je naar muziek
luisteren. Als die muziek wordt gereduceerd tot zijn fysieke eigenschappen - golflengten en trillende lucht - begrijpen we in feite minder van zijn muziek. De schoonheid, de emotie, al die dingen
waarom we in de eerste plaats naar muziek luisteren, gaan op deze manier verloren.’’
100.000.000.000
neuronen
De hersenen bestaan uit honderd miljard
zenuwcellen (neuronen), die elk op hun beurt
weer met een groot aantal andere neuronen
in verbinding staan en met pakweg een
triljoen gliacellen. In feite is ons brein één
groot internet waardoor constant informatie
stroomt. Hoe complex het brein is, blijkt
wel uit het feit dat de mens er nog nooit in
geslaagd is het ook maar bij benadering na te
maken. Zwitserse wetenschappers begonnen
in 2005, samen met computergigant IBM,
aan het project Blue Gene om de werking
van het menselijk brein in al zijn finesses
na te bootsen. Daarvoor was een computer
nodig met 8.192 processoren die duizenden
keren sneller is dan wat u en ik op het bureau
hebben staan. En dan nog werden slechts de
processen van tienduizend neuronen in een
kubieke millimeter hersenen nagebootst.
Monitor • oktober 2009
17