Door traumatisch hersenletsel zijn ruim vijf miljoen Amerikanen permanent gehandicapt. Ze hebben moeite zich zelfs op eenvoudige taken te concentreren en moeten vaak hun baan opzeggen of de school verlaten.

Er is een studie gepubliceerd Maandag had hen een sprankje hoop gegeven. Bij vijf mensen met matig tot ernstig hersenletsel waren elektroden op hun hoofd aangebracht. Toen de elektroden hun hersenen stimuleerden, verbeterden hun prestaties in cognitieve tests.

Als de resultaten standhouden in grotere klinische onderzoeken, zou het implantaat de eerste effectieve therapie voor chronisch hersenletsel kunnen zijn, aldus de onderzoekers.

“Dit is het eerste bewijs dat we dit probleem kunnen overwinnen”, zegt dr. Nicholas Schiff, een neuroloog bij Weill Cornell Medicine in New York die het onderzoek leidde.

Gina Arata, een van de vrijwilligers die het implantaat kreeg, was 22 jaar oud toen ze door een auto-ongeluk last kreeg van vermoeidheid, geheugenproblemen en ongecontroleerde emoties. Hij liet zijn plannen om rechten te gaan studeren varen en trok bij zijn ouders in Modesto, Californië in, maar kon geen baan behouden.

In 2018, 18 jaar na het ongeval, kreeg mevrouw Arata het implantaat. Haar leven is enorm veranderd, zegt ze. “Ik kan een normaal mens zijn en een praatje maken”, zei hij. “Het is verbazingwekkend hoe ik mezelf zie verbeteren.”

Dr. Schiff en zijn collega’s ontwierpen de proef op basis van jarenlang onderzoek naar de hersenstructuur. Deze onderzoeken tonen aan dat ons vermogen om ons op taken te concentreren afhankelijk is van een netwerk van hersengebieden die met elkaar zijn verbonden via lange takken van neuronen. Deze regio’s sturen signalen naar elkaar, waardoor een feedbacklus ontstaat die het hele netwerk actief houdt.

Een plotselinge hersenschok – bijvoorbeeld bij een auto-ongeluk of een val – kan sommige langeafstandsverbindingen in het netwerk verbreken en ertoe leiden dat mensen in coma raken, zegt Dr. Schiff en zijn collega’s stelden een hypothese op. Tijdens het herstel kan het netwerk opnieuw opstarten. Als de hersenen echter ernstig beschadigd zijn, kunnen ze mogelijk niet volledig herstellen.

Schiff en zijn collega’s identificeerden een structuur diep in de hersenen als een belangrijk knooppunt in het netwerk. Bekend als de middelste laterale kern, is het een dun laagje neuronen ter grootte en vorm van een amandelschil.

Het menselijk brein heeft twee van dergelijke structuren, één in elk halfrond. Ze lijken de hersenen te helpen ’s nachts tot rust te komen om te slapen en de hersenen ’s ochtends wakker te maken. Stimuleert neuronen in deze regio kunnen slapende muizen wakker makenDr. onderzoek merkte Schiff op.

Deze onderzoeken brengen de mogelijkheid naar voren dat centrale laterale kernstimulatie mensen met traumatisch hersenletsel kan helpen hun focus en aandacht terug te krijgen.

Chirurgen implanteren regelmatig elektroden bij patiënten met de ziekte van Parkinson. Kleine elektrische pulsenhonderden keren per seconde door het implantaat vrijgegeven, waardoor nabijgelegen neuronen hun eigen signalen afgeven, waardoor een bepaalde hersenfunctie wordt hersteld.

In 2018 heeft dr. Schiff en zijn collega’s begonnen vrijwilligers te werven, zoals mevrouw Arata, die na hun ongeval jarenlang met chronische problemen kampte. Voordat ze de elektroden inbrachten, gaven de onderzoekers de vrijwilligers een reeks tests om hun vermogen om zich te concentreren en van taak te wisselen te beoordelen. Bij één test kregen de vrijwilligers bijvoorbeeld elk een vel papier vol letters en cijfers en moesten ze zo snel mogelijk een lijn trekken die deze met elkaar verbond.

Vóór de operatie scanden de onderzoekers de hersenen van elke vrijwilliger om een ​​nauwkeurige kaart te maken. Dr. Jaimie Henderson, een neurochirurg aan de Stanford University, leidde de elektrode door de hersenen naar de centrale laterale kern.

Dr. Henderson implanteerde elektroden bij zes vrijwilligers, maar één van hen moest de studie verlaten vanwege een hoofdhuidinfectie. Vanaf een maand na de operatie ondergingen de overige vijf vrijwilligers vervolgtests. Bij tests met letters en cijfers stegen hun scores van 15 naar 52 procent.

Om een ​​breder inzicht te krijgen in de ervaringen van de vrijwilligers, heeft Dr. Joseph Fins, een medisch ethicus bij Weill Cornell Medicine, voerde het onderzoek uit reeks interviews met hen en hun familieleden. De meeste vrijwilligers, zoals mevrouw Arata, zeiden dat ze door de implantaten meer op hun vroegere zelf leken.

Vrijwilligers die de grootste verbeteringen op cognitieve tests zagen, reageerden daarentegen lauw. “Ik denk niet dat het pijn doet”, zei hij. “Ik weet alleen niet of het veel helpt.”

De zoon van de patiënt merkte echter aanzienlijke veranderingen op, vooral in het zelfgevoel van zijn vader. ‘Het is dag en nacht’, zei zijn zoon.

Steven Laureys, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Luik in België die niet betrokken was bij het onderzoek, zei dat de resultaten de theorie ondersteunen dat aandacht en andere vormen van denken afhankelijk zijn van netwerken in de hersenen. “Er is voldoende reden om aan te nemen dat dit onderzoek de moeite waard is om na te streven”, zei hij over het onderzoek.

Dr. Schiff en zijn collega’s plannen een groter onderzoek naar hersenimplantaten. ‘We moeten kijken wat de gegevens zijn’, zei hij.

De centrale laterale kern is niet het enige gebied dat veelbelovend is als schakel in hersennetwerken, zegt dr. Alex Green, een neurochirurg aan de Universiteit van Oxford die niet betrokken was bij het onderzoek.

“We weten nog niet wat de beste plek is om stimulatie uit te voeren”, zegt Dr. Groente. Hij en zijn collega’s bereiden een onderzoek naar hersenletsel voor om elektroden te proberen in een gebied dat de pedunculopontinekern wordt genoemd.

Laureys erkende dat implantaatchirurgie duur zou zijn, maar hij voerde aan dat de samenleving de miljoenen mensen zou moeten erkennen die lijden aan traumatisch hersenletsel. ‘Dit is een stille epidemie’, zei hij.