Een multidisciplinaire groep onderzoekers krijgt van het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap (OCW) bijna 22 miljoen euro om ons begrip van de hersenen te vergroten. Het consortium, dat geleid wordt door de Radboud Universiteit Nijmegen met deelname van onderzoekers van het UMC Utrecht Hersencentrum, krijgt het geld in de vorm van een zogeheten ‘Zwaartekracht-premie’. Deze financiering heeft als doel om onderzoekers tien jaar lang multidisciplinair toponderzoek te kunnen laten doen, over disciplines en universiteiten heen.  

Hoe werken onze hersenen? Ondanks de hightech instrumenten waar moderne onderzoekers over beschikken, is het ze helaas nog niet gelukt om die vraag te beantwoorden. De complexiteit van ons brein is nog steeds een ogenschijnlijk onoplosbare puzzel. Om de komende tien jaar wat meer stukjes van die puzzel te kunnen leggen, verenigen onderzoekers van verschillende universiteiten en UMC’s zich nu in een consortium met de naam ‘The Dutch Brain Interfaces Initiative’. Het is, vertelt hoogleraar Nick Ramsey (divisie hersenen), ook de volgende stap voor een samenwerkingsverband dat al langer bestaat: NeuroTech-NL. Ramsey en zijn collega-hoogleraar Freek Hoebeek (divisie Vrouw & Baby) zijn vanuit het UMC Utrecht bij het project aangesloten als hoofdonderzoekers. 

Hardware en software 

Nick Ramsey is een expert op het gebied van beeldvorming in de hersenen. “Dit project is behoorlijk fundamenteel van aard”, zegt hij, “maar wij gaan aan de slag met mensen die elektroden onder de schedel krijgen voor medische doeleinden, waarmee we ook de werking van de hersenen kunnen onderzoeken.” Om de hersensignalen van deze patiënten op te vangen, zijn goede elektroden nodig. Ramsey: “We willen onder meer uitzoeken welk soort elektroden het beste zijn voor onderzoek naar hersenfuncties in mensen, en hoever die elektroden uit elkaar moeten liggen. Die hersenactiviteit willen we vervolgens ook beter kunnen interpreteren, dus we gaan ons zowel met de hardware- als softwarekant bezighouden.” 

Ramsey werkt voor dit project niet alleen samen met Hoebeek, maar ook met universitair docent en co-onderzoeker Mariska Vansteensel, en kan zo de samenwerking met de recent benoemde hoogleraar Maeike Zijlmans versterken. De kennis en technieken die dit project gaat opleveren, zijn ook inzetbaar voor nieuwe behandelingen voor mensen met neurologische aandoeningen. “We kunnen er daarnaast betere brain-computer interfaces mee ontwikkelen, die het voor verlamde mensen bijvoorbeeld mogelijk maken om een spraakcomputer te besturen met alleen hun gedachten. En het project kan leiden tot slimmere deep brain stimulation, voor mensen met de ziekte van Parkinson of epilepsie.”  

Nick Ramsey en Mariska Vansteensel

Open ruimtes 

Hoogleraar Freek Hoebeek gaat zich vooral richten op het analyseren van hersenactiviteit na vroege hersenschade, bijvoorbeeld als gevolg van zuurstoftekort. “We doen dit onderzoek in proefdieren, maar momenteel is een proefdier nog vaak gefixeerd terwijl we de hersenactiviteit meten. Zo’n labsetting is uiteraard heel onnatuurlijk en beperkt de waarde van deze experimentele data voor klinisch onderzoek. Wij gaan in dit project nieuwe methoden ontwikkelen waarmee we de hersenactiviteit van proefdieren kunnen meten terwijl ze in groepshuisvesting relatief normaal kunnen leven, in grote ruimtes met verschillende compartimenten.” De UMC Utrecht-onderzoekers werken hiervoor nauw samen met collega's van de Radboud Universiteit, Erasmus MC en de TU Delft. 

Het onderzoek gaat verder dan alleen meten, want Hoebeek en zijn collega’s (Department for Developmental Origins of Disease) willen ook de effecten van hersenstimulatie onderzoeken. “Tot nu toe hebben we dat altijd gedaan in modelsystemen, maar nog niet in de natuurlijke situatie”, vertelt de hoogleraar. “Wij willen gedurende langere periodes de effecten van hersenstimulatie op de hersenactiviteit en -structuur onderzoeken, om uit te vinden in hoeverre stimulatie bijdraagt aan het herstel van hersenschade, hoe dat herstel in z’n werk gaat en hoe zich dat vertaalt in gedrag.” De verwachting is dat dit onderzoek zal bijdragen aan betere behandelingen van vroege hersenschade. “We werken daarom ook samen met onderzoekers Manon Benders en Cora Nijboer, die het effect van stamceltherapie op vroege hersenschade bestuderen”, aldus Hoebeek.      

Freek Hoebeek

Over Zwaartekracht 

Met het Zwaartekracht-programma kunnen onderzoekers gedurende tien jaar universitair toponderzoek doen en multidisciplinair samenwerken. Een van de pijlers van het programma is dat over disciplines en universiteiten heen wordt samengewerkt. De wetenschappers zetten gezamenlijk, in consortia, excellente wetenschappelijke onderzoeksprogramma’s op. Doel van Zwaartekracht is het bevorderen van zwaartepuntvorming van internationaal topniveau.  

 Minister Robbert Dijkgraaf (OCW): “Voor het doen van onderzoek van internationaal topniveau zijn rust en ruimte essentieel. Met deze forse impuls bieden we langetermijnperspectief en adequate financiering aan samenwerkende excellente onderzoeksgroepen. Onderzoekers van deze wetenschappelijke consortia, die op hun gebied tot de wereldtop behoren, kunnen met Zwaartekracht werken aan baanbrekend onderzoek.”