Mentale aandoeningen zoals depressie, schizofrenie of autisme hebben allemaal een eigen kenmerkende neurologische vingerafdruk

Mensen met aandoeningen zoals depressie, autisme of schizofrenie blijken zeer uiteenlopende veranderingen in de hersenen te hebben, blijkt uit onderzoek van het Radboudumc en Monash University. Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Neuroscience, bracht die veranderingen in kaart bij bijna 1300 mensen gediagnosticeerd met zes verschillende soorten psychische aandoeningen. Deze nieuwe benadering kan uiteindelijk leiden tot een meer specifieke behandeling van patiënten.

Mentale aandoeningen zoals depressie, schizofrenie of autisme hebben allemaal een eigen kenmerkende neurologische vingerafdruk. Anders gezegd: de hersenen van mensen met bijvoorbeeld depressie, schizofrenie of autisme functioneren anders en dat zie je terug in verschillen in de vorm en grootte van de hersenen. De afgelopen decennia hebben hersenonderzoekers de verschillende vorm en grootte van de hersenen voor diverse aandoeningen in beeld gebracht. Dit waren verschillen op basis van grote groepen patiënten met dezelfde aandoening. 
Zo’n aanpak heeft ook nadelen. Zo’n groepsgemiddelde, zo’n algemeen hersenbeeld dat bijvoorbeeld kenmerkend is voor schizofrenie of ADHD, zegt namelijk weinig tot niets over de hersenen van een individuele patiënt. Als de gemiddelde Nederlander bijvoorbeeld 1.80 meter lang is, zegt dat niets over de exacte lengte van mij, mijn buurman of tenniscoach. Een groepsgemiddelde is niet representatief voor individuele gevallen. Dat geldt ook voor het algemene hersenpatroon van mensen met ADHD, depressie of een bipolaire stoornis. 

Verschillen in hersenvolume
Onderzoekers van het Radboudumc en de Monash University in Australië hebben een methode ontwikkeld waarmee hersenen van individuele mensen veel beter zijn te analyseren. Daarvoor gebruikten ze nieuwe statistische technieken die werden ontwikkeld door Andre Marquand van het Radboudumc. “Allereerst hebben we een algemeen standaardmodel ontwikkeld van de hersengrootte op basis van iemands leeftijd en geslacht”, zegt Marquand. “Vervolgens berekenen we hoeveel het hersenvolume van een individuele persoon van deze standaard afwijkt. Vergelijk het met de algemene groeidiagrammen in de kindergeneeskunde. Die geven het gemiddelde aan, maar dat zegt niets over de situatie van elk individueel kind.” 
Na de ontwikkeling van het standaardmodel werd bij bijna 1300 mensen met de diagnose schizofrenie, depressie, bipolaire stoornis, obsessieve-compulsieve stoornis (OCD), ADHD of autismespectrumstoornis de hersengrootte geanalyseerd. Niet alleen de totale grootte, maar ook de afmeting van kleinere regionale hersengebieden (meer dan 1000 afzonderlijke gebieden). Ook de onderlinge verknoping tussen die gebieden werd meegenomen.

Enorme variatie binnen dezelfde aandoening
Zoals verwacht zagen de onderzoekers bij elk van die zes aandoeningen grote afwijkingen in hersenvolume ten opzichte van de standaardafmetingen. Maar binnen elke afzonderlijke aandoening bestonden óók hele duidelijke verschillen. Binnen dezelfde aandoening zagen ze maar bij 7 procent van de mensen een grote afwijking in hetzelfde hersengebied. "Omdat de onderlinge verschillen binnen dezelfde aandoening zo groot zijn, is het moeilijk om een behandeling of oorzakelijke mechanisme aan te wijzen door alleen naar het groepsgemiddelde te kijken”, zegt Alex Fornito. “Bovendien kan het ook verklaren waarom mensen met dezelfde diagnose onderling toch sterk kunnen verschillen in symptomen en behandelresultaten."

Het onderzoeksteam keek vervolgens naar de verbindingen tussen hersengebieden die een grote afwijking in volume vertoonden. Het bleek dat die gebieden vaak samenwerken in een netwerk. Functioneert een gebied in dat netwerk niet goed, dan heeft dat vaak consequenties voor het hele netwerk. Dat was precies was de onderzoekers zagen. Elk van de aandoeningen werd min of meer gekarakteriseerd door een eigen typerend netwerk, waardoor de verschillende psychische aandoeningen van elkaar verschillen. Binnen zo’n netwerk kunnen verschillende gebieden voor verstoringen zorgen die weer net wat andere symptomen opleveren. In het eerste geval spreek je van verschillende aandoeningen, zoals depressie of schizofrenie. In het tweede geval spreek je van verschillende uitingsvormen binnen dezelfde aandoening. 

Specifieker behandelen
Het team gebruikte die nieuwe aanpak om potentiële locaties voor de behandeling van de verschillende stoornissen te identificeren. Dat leidt tot een verfijning en diversificatie van mogelijke behandelingen. Marquand: “Dezelfde aandoening kan op verschillende of zelfs meerdere locaties in de hersenen worden veroorzaakt wat betekent dat er waarschijnlijk meerdere onderliggende mechanismen kunnen zijn voor dezelfde aandoening of diagnose. Het betekent ook dat je verschillende behandelingen voor dezelfde aandoening zou moeten ontwikkelen.” Ashlea Segal, eerste auteur van het artikel, verduidelijkt: “We hebben bijvoorbeeld bewijs gevonden dat hersencircuits die gekoppeld zijn aan frontale gebieden vooral betrokken zijn bij depressie. Deze circuits worden vaak gebruikt als doelwit voor niet-invasieve hersenstimulatie. Onze gegevens suggereren dat ze slechts voor ongeveer een derde van de mensen een effectief doelwit zijn."

De benadering die het team heeft ontwikkeld, biedt nieuwe mogelijkheden om veranderingen in de hersenen bij psychische aandoeningen in kaart te brengen. Fornito: "Het raamwerk dat we hebben ontwikkeld stelt ons in staat om de diversiteit van hersenveranderingen bij mensen met psychische aandoeningen op verschillende niveaus te begrijpen, van individuele regio's tot meer wijdverspreide hersencircuits en netwerken, wat een dieper inzicht biedt in hoe de hersenen bij individuele mensen zijn aangetast."
­­­­­­­­­­­­­­­
Publicatie in Nature Neuroscience: Regional, circuit and network heterogeneity of brain abnormalities in psychiatric disorders

Bron: Radboudumc