De onderzoekers, neurowetenschappers van de Vrije Universiteit Amsterdam, Universiteit van Münster, Universiteit van Marburg, en University Hospital Frankfurt, onderzochten hoe verschillende hersenaandoeningen, zoals depressie, schizofrenie en de ziekte van Alzheimer, de communicatienetwerken van de hersenen beïnvloeden. "In plaats van ons te richten op specifieke hersengebieden of verbindingen, zoals gebruikelijk, wilden we de algehele hersenconnectiviteitspatronen in kaart brengen die met deze aandoeningen samenhangen. Ons doel was een nieuwe methode te ontwikkelen om deze patronen te kwantificeren, zodat we personen met een verhoogd risico op de ziekte kunnen identificeren," legt Ilan Libedinsky uit, één van de VU Amsterdam-onderzoekers.
Inzicht in de neurologische basis
Hersenscans van meer dan 10.000 personen werden geanalyseerd, waaronder zowel patiënten als gezonde controlepersonen, verspreid over acht neuropsychiatrische en neurodegeneratieve aandoeningen. Met behulp van zogenaamde “resting-state” functionele MRI beoordeelden de onderzoekers hoe verschillende hersengebieden met elkaar communiceren wanneer iemand geen specifieke taak uitvoert. Deze aanpak stelde hen in staat om connectiviteitspatronen in het hele brein te onderzoeken die met verschillende aandoeningen samenhangen, wat nieuwe inzichten bood in de neurologische basis van deze stoornissen. De inzichten zijn gepubliceerd in Biological Psychiatry.
Libedinsky: "We ontwikkelden een 'polyconnectomic score' (PCS) om samen te vatten in hoeverre de hersenconnectiviteit van een individu overeenkomt met patronen die typisch zijn voor bepaalde aandoeningen. We valideerden deze methode aan de hand van meerdere datasets en pasten haar toe op een grote steekproef uit de algemene bevolking van de UK Biobank."
Invloed op het hele brein
De onderzoekers ontdekten dat mensen met mentale aandoeningen hogere PCS-scores hadden, wat aangeeft dat hun hersenverbindingen sterk overeenkwamen met de patronen die typisch zijn voor hun specifieke stoornissen. Opvallend genoeg vertoonden zelfs mensen zonder klinische diagnose hogere PCS-scores als ze kenmerken hadden zoals een verhoogd neuroticisme, verminderde cognitieve prestaties of een lager algemeen welzijn. Dit wijst erop dat hersenaandoeningen en psychische problemen het brein als geheel beïnvloeden, en niet slechts bepaalde delen, en dat deze veranderingen in hersenconnectiviteit consistent worden waargenomen bij uiteenlopende individuen.
Verbetering van diagnose en behandeling
Deze benadering biedt een nieuwe manier om de hersengezondheid te beoordelen, via een gepersonaliseerde score die aangeeft hoe sterk iemands hersenconnectiviteit overeenkomt met patronen die kenmerkend zijn voor specifieke aandoeningen. In de klinische praktijk kan PCS helpen bij het vroegtijdig opsporen van psychische aandoeningen, het blootleggen van verbanden tussen hersenactiviteit en gedrag, het monitoren van ziekteprogressie of het evalueren van behandelingen. Daarnaast kan deze methode het inzicht in de rol van het brein in de geestelijke gezondheid vergroten en bijdragen aan de ontwikkeling van gerichte interventies. De onderzoekers bieden een complete toolbox waarmee andere wetenschappers PCS kunnen toepassen op hun eigen hersenconnectiviteitsdata.