Hersen- stimulatie

Elektrodes die diep in hersenen worden geplaatst, werken tegen hersenziektes. Soms hebben ze onverwachte effecten.

Parkinson-patiënten die niet meer reageren op medicijnen, kunnen soms uitstekend geholpen worden met een elektrode die diep in de hersenen wordt geplaatst en via een pacemaker elektrisch wordt gestimuleerd. Op basis van dit succes worden nu elektrodes in allerlei hersengebieden geïmplanteerd in de hoop verschillende hersenziekten te behandelen. Goede effecten zijn gerapporteerd bij onhoudbare pijn, verslaving, agressie, depressie, spierspasmen en clusterhoofdpijn.

Een spectaculair resultaat werd behaald bij een 39-jarige man die na een ongeluk zes jaar in een minimale bewustzijnstoestand had verkeerd. Af en toe kon hij contact maken met oog- of vingerbewegingen, maar nooit met spraak. Normaal gesproken is herstel na twaalf maanden in zo’n toestand te hebben verkeerd vrijwel uitgesloten. Een doorbraak kwam toen hij stimulatie-elektroden dubbelzijdig in het centrum van de hersenen kreeg, in de thalamus, waar de informatie uit onze zintuigen de hersenen binnenkomt. Na twee dagen stimulatie was hij wakker met open ogen en reageerde wanneer hij geroepen werd door zijn hoofd om te draaien. Tijdens een periode van vier maanden elektrische stimulatie begon hij weer te praten, te eten, te drinken en zijn haren te kammen.

Dwanghandelingen zijn een nieuwe toepassing voor diepte-elektroden. Obsessieve compulsieve patiënten met dwanghandelingen wassen honderden malen per dag hun handen of trekken haartje voor haartje uit hun hoofd totdat er kale plekken ontstaan. Ze worden angstig als ze niet toegeven aan hun obsessie en hebben daardoor geen normaal sociaal leven meer. Omdat het uitvoeren van de dwanghandelingen een goed gevoel geeft, wordt er verondersteld dat hierbij de belonende chemische boodschapper dopamine vrijkomt, in de nucleus accumbens. Het onderzoek van prof. Damiaan Denys laat zien dat, wanneer deze patiënten op de traditionele wijze niet geholpen kunnen worden, ze baat kunnen hebben bij een dubbelzijdige elektrode in de nucleus accumbens. Het idee is dat door de stimulatie van de diepte-elektroden dopamine in de nucleus accumbens vrijkomt, waardoor ze hetzelfde goede gevoel krijgen dat anders door de dwanghandeling wordt opgewekt. Het dwangmatig handenwassen gaat terug van tien uur per dag naar een kwartier, waardoor een gewoon leven weer mogelijk wordt.

Niet alleen worden nieuwe resultaten met diepte-elektroden gerapporteerd, maar ook nieuwe bijwerkingen. Tinnitus (oorsuizen) treedt op bij mensen die doof worden, waardoor de hersenen niet meer de normale informatie uit het gehoor ontvangen. Dan gaan de hersenen zelf de sensatie van geluiden produceren, waardoor men voortdurend kinderliedjes of het Wilhelmus ‘hoort’. Het leek dus logisch om dat hersendeel, dat geen geluidsinformatie meer ontving, te stimuleren om van die liedjes af te komen. Een patiënt die voor tinnitus werd behandeld met een diepte-elektrode in de slaapkwab (temporale cortex), bleef die hinderlijke geluiden horen, maar had als een bijwerking het gevoel uit zijn lichaam te treden. Hij dacht een halve meter links achter zijn eigen lichaam te staan. De temporaalkwab is ook zeer gevoelig voor een zuurstoftekort, wat de verklaring kan zijn waarom juist dit gebied zo vaak geactiveerd wordt bij een hartstilstand en het gevoel van uittreden als onderdeel van een bijna-dood ervaring wordt opgewekt.

Een ander onverwacht effect trad op bij iemand die een diepte-elektrode in de hypothalamus kreeg om zijn vraatzucht te remmen. De stimulatie van deze elektrode hielp niet om zijn gewicht te verminderen, want hij zette de stimulator ’s nachts zo nu en dan uit om weer bij te eten. Maar als die elektrode aanstond, zag hij opeens gebeurtenissen van dertig jaar geleden voor zich. Hij liep met vrienden in het bos, en steeds meer details hierover kwamen boven. Deze bijwerking bleek ook te berusten op een activatie van de temporaalkwab. Zulke episodische herinneringen treden ook op bij mensen die het leven aan zich voorbij zien flitsen tijdens een bijna-dood ervaring. De temporaalkwab is belangrijk voor het geheugen en omdat dat verbeterde bij die stimulatie, wordt nu gekeken of dit zou kunnen helpen bij geheugenproblemen. Deze techniek lijkt dus niet alleen een grote toekomst te hebben voor de kliniek. Van die onverwachte effecten door de stimulatie van diepe elektrodes die net niet op de juiste plaats zitten, zullen we ook nog veel leren over de werking van onze hersenen.

Dick Swaab

De auteur is hoogleraar in de neurobiologie aan de Universiteit van Amsterdam. Hij is verbonden aan het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen. Reacties en vragen kunt u sturen naar zbrieven@nrc.nl
    • Dick Swaab