Brein blijkt veel zachter dan gedacht
Het menselijk brein is veel zachter dan we altijd dachten. Sterker nog: het gedraagt zich bijna als een vloeistof. Dat blijkt uit nieuw MRI-onderzoek van Marius Burman Ingeberg, die op 1 mei promoveert op dit onderwerp. De ontdekking verandert onze kijk op de hersenen en kan helpen om hersenaandoeningen beter te begrijpen.
Elke seconde pompt het hart bloed naar het brein. Daardoor bewegen de bloedvaten en het hersenweefsel heel licht mee. “Deze verplaatsing is extreem klein,” zegt promovendus Marius Burman Ingeberg. “Maar als je het brein zo groot zou maken als de aarde, dan zijn die bewegingen zo groot als de Mount Everest.”
Samen met universitair hoofddocent Jaco Zwanenburg van het UMC Utrecht bracht hij deze subtiele bewegingen voor het eerst nauwkeurig in beeld met een nieuwe MRI-techniek.
Deze video laat in uitvergrote vorm zien hoe het brein meebeweegt met de bloedstroom bij elke hartslag. Video is gemaakt door Ayodeji Adams, voormalig lid van de onderzoeksgroep Zwanenburg.
Brein blijkt extreem zacht
Door deze bewegingen te meten en te combineren met computermodellen, konden de onderzoekers ook bepalen hoe stijf verschillende delen van het brein zijn.
De uitkomst was verrassend: het brein is honderden keren minder stijf dan eerder gedacht en gedraagt zich bijna als een vloeistof. “In het begin dachten we dat we een fout maakten,” vertelt Marius. “Maar na herhaalde metingen bleek het echt zo te zijn.”
Volgens hem past deze uitkomst goed bij de huidige inzichten over ons brein: “In het brein stromen voortdurend voedingsstoffen naar binnen en afvalstoffen naar buiten. In zachter weefsel kunnen die vloeistoffen zich makkelijker verplaatsen.”
Nieuwe inzichten voor ziekte en gezondheid
De ontdekking kan helpen om hersenaandoeningen beter te begrijpen. “Bij een beroerte zien we dat delen van het brein snel opzwellen,” zegt Jaco. “Als we de eigenschappen van het hersenweefsel beter begrijpen, kunnen we ook beter verklaren wat daar gebeurt.”
Ook kan het onderzoek helpen om openstaande vragen te beantwoorden, bijvoorbeeld over de rol van de hartslag tijdens de slaap. “Misschien wordt het brein nog zachter als je hartslag lager is,” zegt Marius. “Dat kan verklaren waarom afvalstoffen ’s nachts sneller worden afgevoerd.”
Volgens de onderzoekers is deze vondst pas een eerste stap. “Voordat we deze vragen kunnen beantwoorden, moeten we eerst verdere studies uitvoeren bij patiënten en tijdens de slaap,” zegt Marius. “Maar één ding is duidelijk: deze ontdekking verandert hoe we naar het brein kijken.”
Hoe werkt de nieuwe MRI-techniek?
Elke seconde pompt het hart bloed naar het brein. Daardoor zwellen bloedvaten een klein beetje op en beweegt het omliggende hersenweefsel subtiel mee.
Onderzoekers brachten deze minuscule bewegingen in kaart met een nieuwe techniek: iMRE (intrinsic Magnetic Resonance Elastography). Deze methode maakt gebruik van een zeer krachtige 7 tesla MRI-scanner.
Met deze techniek kunnen onderzoekers zien hoe hersenweefsel op een natuurlijke manier meebeweegt met de hartslag. Dit geeft een realistischer beeld van de eigenschappen van het brein dan eerdere methoden.
Door deze bewegingen te meten en te combineren met computermodellen, konden de onderzoekers bepalen hoe stijf verschillende delen van het brein zijn. Stijver weefsel beweegt namelijk minder mee met de hartslag dan zacht weefsel.