Een team van onderzoekers van Charité – Universitätsmedizin Berlin heeft een neuraal netwerk geïdentificeerd dat verantwoordelijk is voor het genereren van tics. Het onderzoeken van dit netwerk via diepe hersenstimulatie, geleverd door een soort pacemaker apparaat, heeft geleid tot verlichting van de symptomen bij mensen met het Tourette syndroom. De bevindingen van de onderzoekers, die zijn gepubliceerd in Brain, kunnen als basis dienen voor het verbeteren van de behandeling van mensen met ernstige tics.
Tics manifesteren zich meestal als snelle bewegingen of geluiden die plotseling optreden, snel achter elkaar en zonder enige duidelijke contextuele inbedding. Motorische tics omvatten snel knipperen met de ogen of hoofdschudden; vocale tics omvatten keelschrapen en fluiten. Tics gaan vaak gepaard met aanvullende gedragssymptomen zoals angst, obsessief compulsieve stoornissen, ADHD en depressie en kunnen daarom vaak leiden tot sociaal isolement. Eén van de meest bekende tics is het Tourette syndroom, dat individuen omvat die zowel motorische als vocale tics hebben. Tics verschijnen meestal voor het eerst tijdens de kindertijd. Schattingen suggereren dat tot vier procent van de kinderen last heeft van tics en dat ongeveer één procent van de kinderen voldoet aan de diagnostische criteria voor het Tourette syndroom. In veel (maar niet alle) gevallen worden de symptomen milder naarmate kinderen volwassen worden.
Er is weinig bekend over de manier waarop tics in de hersenen worden gegenereerd. “In de afgelopen jaren hebben neurowetenschappers een aantal verschillende gebieden in de hersenen geïdentificeerd die betrokken zijn bij het genereren van tics”, zegt Dr. Andreas Horn, die leiding geeft aan een Emmy Noether Junior Research Group die zich toelegt op de studie van netwerk gebaseerde hersenstimulatie. Deze groep is gevestigd op de afdeling Neurologie met Experimentele Neurologie op Campus Charité Mitte, met extra locaties in het Massachusetts General Hospital en Brigham and Women’s Hospital, twee ziekenhuizen die verbonden zijn aan de Harvard Medical School. Hij legt uit: “Ondanks deze recente doorbraken zijn er echter enkele belangrijke vragen onbeantwoord gebleven. Welke van deze hersengebieden zijn verantwoordelijk voor het genereren van tics? Welke van hen worden actief om foutieve processen te compenseren? We hebben nu kunnen aantonen dat niet één hersengebied verantwoordelijk is voor het genereren van tics maar wel een netwerk dat verschillende hersengebieden.”
Het team van onderzoekers begon met het raadplegen van gepubliceerde casusrapporten over patiënten met een uiterst zeldzame oorzaak van tics: hersenletsel na aandoeningen zoals een beroerte of trauma. Bij deze personen zijn de waargenomen tics het direct gevolg van laesies in een specifiek gebied van de hersenen. Na in totaal 22 van dergelijke gevallen in de literatuur te hebben geïdentificeerd, produceerden de onderzoekers een gedetailleerde kaart van de hersengebieden die de laesies bevatten en alle andere hersengebieden die er normaal gesproken via zenuwvezels mee verbonden zijn. Voor deze analyse gebruikten de onderzoekers een kaart die de connectiviteit patronen beschrijft die in het gemiddelde menselijke brein worden aangetroffen. Deze kaart was het resultaat van jarenlang ontwikkelingswerk uitgevoerd door de afdeling Neurologie met Experimentele Neurologie in samenwerking met de Harvard Medical School en was gebaseerd op de hersenscans van meer dan 1.000 gezonde personen.
De onderzoekers konden aantonen dat bijna alle hersenlaesies van de patiënten – ongeacht hun precieze locatie in de hersenen – deel uitmaakten van een gemeenschappelijk neuraal netwerk dat een breed scala aan gebieden omvat, waaronder de insulaire cortex, cingulate gyrus, striatum, globus pallidus internus, thalamus en cerebellum. Eén van de hoofdauteurs van de studie, Bassam Al-Fatly van de afdeling Neurologie met Experimentele Neurologie, legt uit: “Deze structuren zijn bijna over de hele hersenen verspreid en hebben een breed scala aan functies, van motorische controle tot het verwerken van emoties. Ze zijn in het verleden allemaal besproken als mogelijke oorzaken van tics, maar tot nu toe hadden we geen duidelijk bewijs en geen kennis van een direct verband tussen deze structuren. We weten nu dat deze hersengebieden een netwerk vormen en dat ze inderdaad tics kunnen veroorzaken.”
Dat dit nieuw geïdentificeerd neuraal netwerk ook relevant is voor de behandeling van ‘klassieke’ tics, werd aangetoond door gegevens te analyseren van 30 patiënten met het Tourette syndroom, die elk een soort pacemaker hadden gekregen waarvan de elektroden in verschillende gebieden van de hersenen waren geplaatst. Dit type diepe hersenstimulatie (DBS) wordt momenteel alleen gebruikt in bijzonder ernstige gevallen, waar gedragsinterventies en medicatie onvoldoende resultaat opleverden. Voor elk van de 30 Tourette patiënten bepaalde het in Berlijn gevestigd team de precieze locaties van de elektroden van het DBS apparaat in de hersenen en of ze het tic inducerend neuraal netwerk hadden gestimuleerd. Symptoomverbetering bleek het meest uitgesproken bij personen van wie de elektroden de grootste mate van stimulatie van het tic inducerend netwerk produceerden.
“Het voordeel voor mensen met ernstige tics lijkt het grootst te zijn wanneer diepe hersenstimulatie zich richt op het tic inducerend netwerk”, zegt PD Dr. Christos Ganos, senior arts die verantwoordelijk is voor de Tic Disorders Clinic op de afdeling Neurologie met experimentele neurologie. Het belang van het onderzoek benadrukkend, zegt PD Dr. Ganos, die een Freigeist Fellowship van de Volkswagen Foundation heeft: “Door rekening te houden met het tic inducerend netwerk bij het plaatsen van hersenstimulerende apparaten, zullen we ervoor zorgen dat deze bevindingen kunnen helpen onze patiënten beter te behandelen. We hopen dat we hierdoor de last van de getroffenen beter kunnen verlichten, zodat ze een grotendeels een onafhankelijk en sociaal actief leven kunnen leiden.”
*Ganos C, Al-Fatly B et al. A neural network for tics: insights from causal brain lesions and deep brain stimulation. Brain (2022), doi: 10.1093/brain/awac009.
Vertaling : Andre Teirlinck