Veranderingen in neurale netwerken bij schizofrenie

Neurale netwerken in de hersenen veranderen gedurende het hele leven, omdat wij
ons continu aanpassen aan onze leefomgeving. Het netwerk van onze hersenen
bestaat uit vele grijze-stofgebieden (zenuwcellen), die met elkaar verbonden
zijn door middel van witte stof (axonen), die tezamen een structurele en
functionele eenheid vormen.
Schizofrenie, een ernstige psychiatrische aandoening die gekenmerkt wordt door
hallucinaties en waandenkbeelden, gaat gepaard met afwijkingen van deze
netwerkstructuur. Onze eerdere MRI-studies hebben aangetoond dat hersenweefsel
blijft groeien gedurende volwassenheid, maar dat patiënten met schizofrenie en
hun familieleden een progressieve afname van de verbonden hersengebieden
vertonen. De achterliggende pathofysiologie van schizofrenie is echter nog niet
bekend. Hiervoor is gedetailleerd onderzoek nodig van de functie van neurale
netwerken en de gebieden die progressieve afname vertonen. De hoge veldsterkte
van de 7 Tesla MRI scanner maakt een dergelijke studie mogelijk.
Activatie van grijze stof kan worden gemeten met behulp van functionele MRI
(fMRI). Recentelijk is door onze onderzoeksgroep aangetoond dat de hersenen uit
netwerken bestaan die functioneel met elkaar geassocieerd zijn. De
hersengebieden die deze netwerken omvatten, vertonen synchrone neurale
activatie tijdens rust. Ook hebben we kunnen aantonen dat deze functioneel
gekoppelde hersengebieden ook anatomisch met elkaar verbonden zijn door
witte-stofverbindingen, wat laat zien dat er een structurele kern is die ten
grondslag ligt aan functionele rustsynchronisatie. Er is reden aan te nemen dat
deze rustsynchronisatie verstoord is bij patienten met schizofrenie. Echter,
directe communicatie over witte-stofbanen tussen de functioneel verbonden
gebieden kon tot nu toe nog niet gemeten worden. Hiervoor hebben wij een
methode ontwikkeld (functionele DTI) die de activatie van witte stof langs de
zenuwvezels meet, waardoor we kunnen onderzoeken of structurele veranderingen
(bij patiënten met schizofrenie en hun familieleden) in neurale netwerken al
dan niet geassocieerd zijn met functionele-synchronisatieafwijkingen.
Door het combineren van structurele MRI (identificatie van corticale lagen), MR
spectroscopie (bestuderen van chemische eigenschappen) en magnetic transfer
imaging (MTI - imaging van myeline), kunnen we met de 7T scanner de aangetaste
functionele en structurele netwerkeigenschappen van de hersenen van patiënten
met schizofrenie bestuderen.

Het doel van deze studie is het in beeld brengen van de verschillen in
functionele en structurele neurale netwerken tussen patiënten met schizofrenie
en gezonde controles.

De rs-fMRI (resting state functionele MRI), MRS (MR spectroscopie) en fDTI
(functionele diffusion tensor imaging) worden bewerkt voor toepassing op 7T en
onderzocht in hersenscans van gezonde vrijwilligers. Deze technieken worden dan
toegepast om patiënten met schizofrenie en gezonde vrijwilligers met elkaar te
vergelijken. Monozygotye en dizygote tweelingen, discordant en concordant voor
schizofrenie, worden onderzocht om de invloeden van genen en leefomgeving te
bepalen.

In totaal duurt een onderzoek 3 uur (bij gezonde vrijwilligers) of 4 uur (bij
patiënten en tweelingen). Bij de proefpersoon worden een aantal psychologische
vragenlijsten, cognitieve tests en interviews afgenomen. De MRI-scan duurt
maximaal 50 minuten. Er worden 4 buisjes bloed van elk 10 ml afgenomen voor DNA
en RNA-analyse. Proefpersonen kunnen op het informed consent aangeven of ze wel
of niet akkoord gaan met bloedafname.
Op dit moment zijn er geen negatieve bijwerkingen van MRI-onderzoek bekend.