UTFaculteitenTNWNieuws'Hersenschade door zuurstoftekort begint met verstoorde wisselwerking'

'Hersenschade door zuurstoftekort begint met verstoorde wisselwerking' Intreerede prof. Jeannette Hofmeijer

Bloedtekort in de hersenen, cerebrale ischemie, leidt lang niet altijd, zoals vaak aangenomen, tot opzwellen en kapotgaan van hersencellen, maar in de eerste plaats tot een verstoorde wisselwerking tussen hersencellen. Op een MRI-scan is dit niet te zien, op een EEG wel. Na een hartstilstand krijgen alle patiënten momenteel slaapmiddelen om hersencellen te kalmeren, maar er zijn duidelijke aanwijzingen dat sommige patiënten eerder gebaat zijn bij een milde hersenstimulatie. Dit pleit voor een individueel behandelplan, stelt prof. Jeannette Hofmeijer in haar intreerede als hoogleraar Translationele Neurofysiologie aan de Universiteit Twente. Kunstmatige intelligentie kan volgens haar helpen om de herstelkans beter te voorspellen, al brengt dit ook ethische dilemma’s met zich mee.


Prof.dr. Jeannette Hofmeijer
“Ik vind het heel boeiend om te ontrafelen wat er in de hersenen gebeurt bij zuurstoftekort en hoe we daar met behandelingen op kunnen ingrijpen. Ik draag dan ook graag bij aan de ontwikkeling van de eerste effectieve neuroprotectieve behandelstrategie.”
Prof.dr. Jeannette Hofmeijer

Bij zowel een hartstilstand als een herseninfarct – waarbij een slagader in het hoofd verstopt is – telt elke seconde, omdat beiden kunnen leiden tot cerebrale ischemie en daarmee tot hersenschade. Hoe sneller de doorbloeding van de hersenen wordt hersteld, hoe beter. Bij een hartstilstand zijn de overlevingskansen weliswaar gestegen dankzij snellere en betere reanimatietechnieken, in sommige gevallen van 16 naar 43 procent in tien jaar tijd. Toch kunnen ook patiënten die een hartstilstand overleven na reanimatie, blijvende hersenschade oplopen doordat het hart te lang heeft stilgestaan. Een bekend voorbeeld is de jonge voetballer Abdelhak Nouri.

Ook in het geval van een herseninfarct, ook bekend als beroerte, zijn de kansen verbeterd. Het is bijvoorbeeld mogelijk om, met een katheter via de lies, het bloedstolsel weg te halen. Ook hier is snelheid geboden.

Gestoorde wisselwerking

Hoe stel je een betrouwbare prognose bij mensen die, na reanimatie, in coma op de intensive care belanden? Tot enkele jaren was dit mogelijk voor niet meer dan tien tot twintig procent. Bij patiënten met een herseninfarct worden MRI-scans gebruikt om de schade op te meten. “Maar”, aldus Hofmeijer “de helft van de patiënten na een hartstilstand heeft geen zichtbare afwijkingen op MRI. Het hersenweefsel zoals we dat meten met een MRI scan lijkt intact.” De aanname is dat hersencellen altijd kapot gaan bij een zuurstoftekort, wat te zien zou zijn op een MRI scan. Experimenten in gekweekte minihersenen (‘brain-on-a-chip’) weerleggen deze aanname. Zolang er nog een minimale hoeveelheid zuurstof en brandstof over is, blijven de cellen urenlang intact. Het is de wisselwerking, de ‘synaptische neurotransmissie’, die als eerste stopt. De cellen gaan wél verloren als de wisselwerking te lang uitblijft.

Inzet van AI

Jeannette Hofmeijer stelt in haar rede ook de huidige behandelingsstrategie van comateuze patiënten na een hartstilstand ter discussie. Die bestaat uit koeling en slaapmiddelen om de hersenen tot rust te brengen. Een deel van de patiënten zou juist gebaat zijn bij stimulatie in plaats van kalmering van de hersenen. EEG-metingen kunnen per patiënt uitwijzen wat de beste behandeling is. EEG, een ‘hersenfilmpje’, meet kleine spanningsverschillen aan de schedel die voortkomen uit wisselwerking van hersencellen. Dit blijkt ook een goede voorspeller van de overlevingskans. Neurologen krijgen een uitvoerige training om het EEG te leren lezen. Met kunstmatige intelligentie gaat dat veel sneller en vaak zelfs beter: “Ik voorspel dat binnen tien jaar bij alle comateuze patiënten na een hartstilstand, op basis van een analyse van hersenactiviteit met kunstmatige intelligentie, de kans op herstel in procenten zal worden uitgedrukt”, aldus Hofmeijer.

Dilemma’s

Dit geeft wel ethische dilemma’s: wie neemt het besluit over het staken van de behandeling? Wat is ‘goed’ of ‘kwaad’ aan het kunstmatig in leven houden van een patiënt met een kleine kans om te herstellen en een heel grote kans om voor altijd in coma te blijven? Wie neemt het besluit om de behandeling te staken en hoe ethisch is het om hiervoor kunstmatige intelligentie in te zetten? Uiteindelijk blijkt de communicatie met artsen en verpleegkundigen bepalend voor het vertrouwen in de behandelkeuzen, wat die keuzen ook zijn.

 Translationeel onderzoek

Zoals de hersencellen gebaat zijn bij wisselwerking en stimulatie, zo werkt  het volgens Hofmeijer ook met translationeel onderzoek waarvoor zij een groot pleitbezorger is. Wisselwerking tussen laboratoriumonderzoekers en medici biedt kansen op de ontwikkeling van zowel nieuwe inzichten als betere behandelingen. Dat is tweewegverkeer: van het laboratorium naar de kliniek en vice versa.

Prof.dr. Jeannette Hofmeijer, hoogleraar Translationele Neurofysiologie aan de Universiteit Twente en neuroloog aan het Rijnstate Ziekenhuis in Arnhem, houdt haar oratie ‘Van spanningsveld tot wisselwerking’ op 13 mei aan de Universiteit Twente.

ir. W.R. van der Veen (Wiebe)
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)
+31 53 489 4244 | +31 6 12185692
 w.r.vanderveen@utwente.nl
Gebouw: Spiegel Tuin