Hoe actiever hersencellen zijn, hoe meer bloed ze nodig hebben. Voor neurowetenschappers en neurochirurgen is de bloedstroom in de hersenen dus belangrijke informatie. Zo zien ze welke hersendelen aan het werk zijn bij bepaalde taken en – in het geval van een operatie – niet verwijderd moeten worden.
Dankzij een onderzoeksteam van het Erasmus MC en de TU Delft komen driedimensionale opnames binnen handbereik. Het is hen namelijk gelukt om de bloedstroom in muizenhersenen met echografie succesvol in beeld te brengen, rapporteren ze in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.
Slag of stoot
Het team onder leiding van onderzoeker dr. ir. Pieter Kruizinga gebruikte een apparaat waarvan ze in 2017 aantoonden dat het gebruikt kan worden voor driedimensionale echo-opnames, destijds van twee letters in het water. Na zes jaar en vele aanpassingen door dr. Michael Brown is het apparaat nu dus geschikt voor opnames van bloedstroming in muizenhersenen. Kruizinga en Brown zijn trots, want de stap naar hersenen ging niet zonder slag of stoot. ‘We hebben hier een hele graveyard aan niet-werkende prototypes liggen.’
Het unieke aan het apparaat is dat het slechts 64 sensoren heeft, in plaats van de duizenden die normaal gesproken nodig zouden zijn voor een 3D-opname. Dit is mogelijk dankzij een plastic opzetstuk voor de echokop met daarop met een complex patroon. Het opzetstuk zorgt ervoor dat de echogolven op een unieke manier verstrooid worden. Een superkrachtige computer doet de rest en construeert een driedimensionele afbeelding. ‘Ons apparaat heeft geen complexe hardware nodig. We hebben daarmee een belangrijke eerste stap gezet naar een draagbare en goedkope hersenscanner’, aldus Brown.
(tekst loopt door onder de afbeelding)
Links het echo-aparaat, met in het groen het plastic opzetstukje. Rechts opnames van bloedstroom in het muizenbrein.
Hersenoperatie
Hoewel de muizenscanner al heel nuttig is voor fundamentele neurowetenschappers willen de onderzoekers nog een stap verder gaan. Kruizinga: ‘We willen de apparatuur geschikt maken voor hersenen van mensen. Onze toekomstdroom is het live monitoren van de bloedstroom in het brein tijdens een operatie.’
Pieter Kruizinga en Michael Brown zijn verbonden aan CUBE, een gezamenlijk centrum van het Erasmus MC, de TU Delft en het Nederlands Herseninstituut gericht op echografie van het brein.
