Door traumatisch hersenletsel zijn ruim vijf miljoen Amerikanen everlasting gehandicapt. Ze hebben moeite zich te concentreren op zelfs eenvoudige taken en moeten vaak hun baan opzeggen of stoppen met college.

Een studie gepubliceerd op maandag heeft hen een glimp van hoop geboden. Bij vijf mensen met matig tot ernstig hersenletsel werden elektroden in hun hoofd geïmplanteerd. Naarmate de elektroden hun hersenen stimuleerden, verbeterden hun prestaties op cognitieve checks.

Als de resultaten standhouden in grotere klinische onderzoeken, zouden de implantaten de eerste effectieve therapie voor chronisch hersenletsel kunnen worden, aldus de onderzoekers.

“Dit is het eerste bewijs dat je de knop voor dit probleem kunt verzetten”, zegt Dr. Nicholas Schiff, een neuroloog bij Weill Cornell Drugs in New York die de studie leidde.

Gina Arata, een van de vrijwilligers die het implantaat kreeg, was 22 toen ze door een auto-ongeluk final kreeg van vermoeidheid, geheugenproblemen en oncontroleerbare emoties. Ze liet haar plannen voor een rechtenstudie varen en woonde bij haar ouders in Modesto, Californië, waar ze geen baan kon behouden.

In 2018, 18 jaar na de crash, kreeg mevrouw Arata het implantaat. Haar leven is ingrijpend veranderd, zegt ze. ‘Ik kan een normaal mens zijn en een gesprek voeren’, zei ze. “Het is verbazingwekkend hoe ik mezelf heb zien verbeteren.”

Dr. Schiff en zijn collega’s ontwierpen de proef op foundation van jarenlang onderzoek naar de structuur van de hersenen. Die onderzoeken suggereerden dat ons vermogen om ons op taken te concentreren afhankelijk is van een netwerk van hersengebieden die met elkaar verbonden zijn door lange takken van neuronen. De regio’s sturen signalen naar elkaar, waardoor een feedbacklus ontstaat die het hele netwerk actief houdt.

Plotselinge bewegingen van de hersenen – bijvoorbeeld bij een auto-ongeluk of een val – kunnen sommige langeafstandsverbindingen in het netwerk verbreken en ertoe leiden dat mensen in coma raken, zo veronderstellen Dr. Schiff en zijn collega’s. Tijdens het herstel kan het netwerk zichzelf mogelijk weer van stroom voorzien. Maar als de hersenen ernstig beschadigd zijn, herstellen ze mogelijk niet volledig.

Dr. Schiff en zijn collega’s hebben een structuur diep in de hersenen geïdentificeerd als een cruciaal knooppunt in het netwerk. Bekend als de centrale laterale kern, het is een dun laagje neuronen met de grootte en vorm van een amandelschil.

Het menselijk brein heeft twee van dergelijke structuren, één in elk halfrond. Ze lijken de hersenen te helpen zichzelf ‘s nachts tot rust te brengen om te kunnen slapen en de hersenen ‘s ochtends weer op gang te brengen. Het stimuleren van de neuronen in deze regio’s kan een slapende rat wakker makenzo heeft het onderzoek van Dr. Schiff aangetoond.

Deze onderzoeken brachten de mogelijkheid naar voren dat het stimuleren van de centrale laterale kernen mensen met traumatisch hersenletsel zou kunnen helpen hun focus en aandacht terug te krijgen.

Chirurgen implanteren regelmatig elektroden bij patiënten met de ziekte van Parkinson. De kleine elektrische pulsendat honderden keren per seconde door de implantaten wordt vrijgegeven, geeft naburige neuronen de opdracht hun eigen signalen af ​​te vuren, waardoor sommige hersenfuncties worden hersteld.

In 2018, Dr. Schiff en zijn collega’s begonnen met het werven van vrijwilligers, zoals mevrouw Arata, die na hun ongelukken jarenlang met chronische problemen kampte. Voordat ze de elektroden inbrachten, gaven de onderzoekers de vrijwilligers een reeks checks om hun vermogen om zich te concentreren en van taak te wisselen te beoordelen. Bij één examen kregen de vrijwilligers bijvoorbeeld elk een vel papier vol letters en cijfers en moesten ze zo snel mogelijk een lijn trekken die hen 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 College, leidde de elektrode door de hersenen naar de centrale laterale kern.

Dr. Henderson implanteerde de elektroden bij zes vrijwilligers, maar één van hen moest de studie stopzetten nadat hij een hoofdhuidinfectie had gekregen. Vanaf een maand na de operatie ondergingen de overige vijf vrijwilligers vervolgtests. Bij het examen met letters en cijfers stegen hun scores ergens tussen de 15 en 52 procent.

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

De vrijwilliger die de grootste verbetering zag op cognitieve checks reageerde daarentegen lauw. “Ik denk niet dat het pijn doet”, zei hij. “Ik weet alleen niet of het veel heeft geholpen.”

En toch nam de zoon van die patiënt aanzienlijke veranderingen waar, vooral in het zelfbewustzijn van zijn vader. ‘Het is dag en nacht’, zei de zoon.

Dr. Steven Laureys, een neuroloog aan de Universiteit van Luik in België die niet bij het onderzoek betrokken was, zei dat de resultaten de theorie ondersteunden dat aandacht en andere vormen van denken afhankelijk zijn van het hersenbrede netwerk. “Er is genoeg reden om aan te nemen dat het de moeite waard is om na te streven”, zei hij over het onderzoek.

Dr. Schiff en zijn collega’s plannen een veel grotere studie naar hersenimplantaten. “We moeten zien hoe de gegevens uitvallen”, zei hij.

De centrale laterale kernen zijn niet de enige regio’s die veelbelovend zijn als knooppunten in het hersennetwerk, zei dr. Alex Inexperienced, een neurochirurg aan de Universiteit van Oxford die niet bij het onderzoek betrokken was.

“We weten nog niet echt wat de beste plek is om te stimuleren,” zei Dr. Inexperienced. Hij en zijn collega’s bereiden zelf een onderzoek naar hersenletsel voor om elektroden te proberen in een gebied dat de pedunculopontinekern wordt genoemd.

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