Ontwikkeling van virtuele hersenen voor een beter begrip van epilepsie
Epilepsie is een complexe neurologische aandoening die wereldwijd 1% van de bevolking treft. Aangezien de symptomen variëren, is het belangrijk om de juiste diagnose te stellen en de patiënt een aangepaste behandeling te geven.
Momenteel beschikken we echter over weinig middelen om de mechanismen achter de aandoening te begrijpen, en die berusten vooral op de visuele interpretatie van de MRI-scan en het elektro-encefalogram. Aangezien bij de helft van de patiënten geen enkele afwijking te zien is op de MRI-scan, blijft de oorzaak van hun epilepsie echter onbekend.
Anderzijds reageert 30% van de epilepsiepatiënten niet op geneesmiddelen, zodat een heelkundige ingreep de enige mogelijke behandeling blijft. Die kan echter alleen slagen als de chirurg goede aanwijzingen heeft over de te opereren zones.
Daarom heeft een Frans-Amerikaans onderzoeksteam nu een alternatief ontwikkeld: voor het eerst zal het mogelijk zijn om een persoonlijk virtueel brein (Virtual Epileptic Patient of VEP) van de epilepsiepatiënt te creëren.
Dat brein bestaat uit een digitale basisstructuur waaraan geleidelijk de individuele informatie van de patiënt wordt toegevoegd, zoals de manier waarop de verschillende hersenzones georganiseerd zijn, de verbindingen tussen die verschillende zones, de verschillende epileptogene zones en de eventuele letsels die op de MRI-scan zichtbaar zijn. Zodra die informatie is toegevoegd, kunnen er op dat virtuele brein wiskundige modellen worden uitgetest die een hersenactiviteit opwekken.
Dankzij hun ontdekking konden de wetenschappers aantonen waar de epilepsieaanvallen beginnen en hoe ze zich verspreiden. Volgens hen kan dat virtuele brein wel degelijk voorspellen hoe de aanvallen bij een specifieke patiënt ontstaan, zodat een veel nauwkeurigere diagnose kan worden gesteld. Bovendien biedt het chirurgen een virtueel 'platform' waarin ze de te opereren zones kunnen opsporen en vooral de verschillende mogelijke chirurgische ingrepen kunnen uittesten. Daardoor kunnen ze een zo precies en efficiënt mogelijke ingreep uitvoeren en het risico op invasieve handelingen beperken.
Momenteel voeren de onderzoekers klinische studies uit om de resultaten van hun ontdekking te bevestigen. De technologie wordt trouwens ook uitgetest op andere hersenaandoeningen, zoals CVA, de ziekte van Alzheimer, neurodegeneratieve aandoeningen en multipele sclerose.
Op termijn heeft de techniek als doel om een geneeskunde op maat te kunnen bieden voor hersenaandoeningen, omdat het met behulp van virtuele technieken mogelijk wordt om voor elke patiënt een persoonlijke en specifieke behandeling te ontwikkelen. Een veelbelovend spoor, want als we rekening houden met de individuele variaties kunnen we de behandelingsprotocollen en de resultaten daarvan verbeteren.
(referentie: NeuroImage, 28 juli 2016, doi: 10.1016/j.neuroimage.2016.04.049)