The Dutch Brain Interface Initiative gaat de werking van de hersenen onder de loep nemen. Want de hersenen blijven, ook nog na tientallen jaren van intensief wetenschappelijk onderzoek, het meest gecompliceerde en mysterieuze orgaan van het menselijk lichaam.
Interactie
‘We willen inzicht krijgen in de interactie tussen de grote hersenen en de kleine hersenen’, legt De Zeeuw uit. ‘In de grote hersenen vinden de bewuste denkprocessen plaats, in de kleine hersenen de onbewuste processen, zoals controle van de reflexen. Maar vanuit de kleine hersenen kunnen ook de cognitieve processen in de grote hersenen beïnvloed worden. We weten dat die twee onderdelen van de hersenen met elkaar verbonden zijn, maar hoe ze precies samenwerken weten we niet.’
Hersenaandoeningen
Met dat inzicht hopen de wetenschappers complexe hersenaandoeningen als epilepsie, motorcoördinatiestoornissen, schizofrenie, dyslexie, ADHD maar ook dwangneurosen beter te begrijpen. ‘Met artificial intelligence en rekenkracht gaan we prodromen analyseren. Prodromen zijn signalen die ergens aan vooraf gaan, bijvoorbeeld aan een epileptische aanval of een andere aandoening in de hersenen. Als we patronen kunnen herkennen in die prodromen, kunnen we op den duur voorspellen wanneer een ziektebeeld met de bijbehorende symptomen zich aandient.’
Optogenetica
Om de interactie tussen de hersencellen en neuronen in de kleine en grote hersenen in beeld te krijgen, zullen De Zeeuw, Narain en Strydis muismodellen creëren en onderzoeken met optogenetica. Dat is een techniek waarmee lichtgevoelige eiwitten in individuele neuronen worden geïntegreerd.
‘Vervolgens kunnen ze die cellen aan- of uitzetten door er licht van een bepaalde golflengte op te schijnen. Daardoor kan de activiteit van deze neuronen en het gedrag van het gehele organisme worden beïnvloed. Op die manier krijgen onderzoekers inzicht in de werking van de neuronen en de netwerken die verantwoordelijk zijn voor een bepaald gedrag of dysfunctie daarvan.
Nabootsen
Wetenschappers snappen de interactie tussen verschillende typen hersencellen al best aardig, zegt De Zeeuw. ‘Blindheid kunnen we inmiddels redelijk behandelen door visuele prikkels na te bootsen en naar de visuele cortex te sturen. Wie in het verleden heeft leren zien, kan dan weer zien.’
Maar zien is meer dan sec iets waarnemen. ‘Bij het zien zijn ook de associatieve en frontale cortex betrokken. Die zorgen ervoor dat als ik jou zie, ik jou herken als ik je op straat tegenkom. Hoe die samenwerking tussen de hersencellen in zijn werk gaat, daar willen we veel meer over leren.’
The Dutch Brain Interfaces Initiative
De Radboud Universiteit is de hoofdaanvrager van The Dutch Brain Interfaces Initiative. Het project wordt geleid door prof. Francesco Battaglia, hoogleraar neuro-informatica.
In totaal heeft het ministerie van OCW meer dan 142 miljoen euro uitgetrokken voor 7 consortia die fundamenteel onderzoek gaan doen. De Zwaartekrachtsubsidies, uitgekeerd door NWO, zijn bedoeld voor fundamenteel onderzoek. Met bevindingen uit fundamenteel onderzoek kunnen andere wetenschappers vervolgonderzoek gaan doen om bijvoorbeeld nieuwe therapieën te ontwikkelen.
Prof. Chris de Zeeuw is hoofd Neurowetenschappen in het Erasmus MC. Obesitas-hoogleraar prof. Liesbeth van Rossum en haar team hebben geld gekregen voor hun bijdrage aan het consortium Stress-in-Action.
