Een grote hobbel tegen het hoofd kan de hersenen letterlijk in de schedel laten stuiteren, en al dat gedrang kan de hersenen beschadigen op een manier die de informatiestroom van de ene helft van het orgaan naar de andere verstoort, volgens een nieuwe studie.
De studie richtte zich op een dichte bundel zenuwvezels die bekend staat als het corpus callosum, die normaal gesproken dienen als een landine voor de linker en rechter hersenhelft om met elkaar te praten. Maar deze kruisende draden kunnen ernstige schade oplopen als de hersenen plotseling tegen de schedel draaien of springen, wat resulteert in een licht traumatisch hersenletsel - ook wel bekend als een hersenschudding.
Recent onderzoek suggereert dat hersenschuddingen het corpus callosum heviger schudden dan enige andere structuur in de hersenen, maar wetenschappers weten niet precies hoe de resulterende verwondingen de hersenfunctie kunnen beïnvloeden. Nu heeft nieuw onderzoek aangetoond hoe hersenschudding veroorzaakt door hersenschudding de normale werking van de hersenen blokkeert.
"In de gezonde hersenen is er een relatie tussen de microstructuur van het corpus callosum ... en hoe snel we informatie verwerken. Deze relatie is veranderd na een hersenschudding", co-auteur Dr. Melanie Wegener, een arts in New York University Langone Health , vertelde WordsSideKick.com in een e-mail. De bevindingen, die vandaag (3 december) zijn gepresenteerd tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Radiological Society of North America in Chicago, zouden clinici kunnen helpen meten hoeveel schade een patiënt heeft opgelopen na een hersenschudding en hun behandeling begeleiden, voegde Wegener eraan toe.
Om te zien hoe de hersenfunctie verandert na een hersenschudding, gebruikten Wegener en haar collega's hersenscans om door de schedels te gluren van 36 patiënten die minder dan vier weken eerder een licht traumatisch hersenletsel hadden opgelopen, evenals 27 extra deelnemers zonder traumatisch hersenletsel. Met behulp van een techniek die 'diffusie-MRI' wordt genoemd, onderzochten de onderzoekers hoe watermoleculen in en rond de zenuwvezels in de hoofden van de deelnemers bewegen.
In tegenstelling tot vrij zwevende watermoleculen in een glas, die willekeurig door hun container gaan, heeft water in de hersenen de neiging sneller te reizen langs bundels zenuwvezels die in een vergelijkbare richting zijn gericht, volgens het handboek Guide to Research Techniques in Neuroscience (Academic Pers, 2010). Met diffusie-MRI kunnen wetenschappers deze cerebrale waterwegen in onberispelijke details in kaart brengen en uit die gegevens de positie, grootte en dichtheid van individuele zenuwvezels afleiden die door de hersenen weven en slingeren.
Nadat Wegener en haar coauteurs snapshots van de hersenen van hun deelnemers hadden gemaakt, daagden ze zowel de hersenschudding als de controlegroep uit tot een lastige test. De individuen richtten hun aandacht eerst op een scherm met een "X" in het midden; dan verschijnt er een woord van drie letters links of rechts van de X. Deelnemers zeggen het woord zo snel mogelijk hardop voordat ze naar de volgende ronde gaan.
Het lijkt eenvoudig genoeg, maar er zit een addertje onder het gras.
Bij de meeste mensen dient de linkerkant van de hersenen als een belangrijk knooppunt voor taalverwerking, wat betekent dat geschreven woorden op de linkerhersenhelft moeten worden aangesloten voordat we ze hardop kunnen lezen. Dit proces verloopt gemakkelijk wanneer woorden voor het rechteroog verschijnen, die informatie rechtstreeks naar de linkerkant van de hersenen leiden. Maar wanneer woorden voor het linkeroog verschijnen, reist het woord eerst naar de rechterkant van de hersenen en moet het corpus callosum passeren voordat het kan worden gelezen. Het oversteken van de ene kant van de hersenen naar de andere kost tijd - daarom hebben mensen meer tijd nodig om woorden te lezen die aan hun linkerkant verschijnen dan die aan hun rechterkant.
In de studie van Wegener deden zowel gezonde als eerder hersenschudding patiënten hetzelfde tijdens de test; Beiden lazen zonder moeite de woorden aan de rechterkant hardop, maar hadden een korte vertraging bij het presenteren van woorden aan de linkerkant. Maar hun MRI-scans vertelden een interessant verhaal. In de controlegroep correleerden de prestaties van deelnemers aan de test met de vorm en structuur van een dik deel van het corpus callosum dat bekend staat als het splenium. Gelegen nabij de achterkant van de hersenen, overbrugt het splenium de rechter visuele cortex en het linker taalcentrum en dient het als een handige route voor woorden om door de hersenen te reizen.
Bij patiënten die een hersenschudding hadden gehad, was er echter geen duidelijk verband tussen het splenium en de testprestaties. In plaats daarvan leek de prestatie gebonden aan een structuur aan het andere uiteinde van het corpus callosum, het genu genaamd. Hersenschudding heeft waarschijnlijk de oorspronkelijke structuur van het corpus callosum veranderd, waardoor woorden gedwongen werden om alternatieve routes door de hersenen te vinden, concludeerden de auteurs.
"Het is niet helemaal duidelijk hoe de hersenen reageren na een blessure", maar over het algemeen suggereren de resultaten dat gezonde hersenstructuren kunnen helpen bij het afdekken van beschadigde hersenschudding, zei Wegener.
Volgens een expert kan er echter nog een andere verklaring zijn. Harvey Levin, een neuropsycholoog en professor in de fysische geneeskunde en revalidatie aan het Baylor College of Medicine in Houston, die niet bij het onderzoek betrokken was, zei dat het onwaarschijnlijk is dat het ene deel van het corpus callosum het werk van een ander overneemt. 'Het is onmogelijk dat de voorkant van het corpus callosum kan bereiken wat de achterkant kan doen', zei hij. Het kan eerder zijn dat het splenium slechts gedeeltelijk beschadigd was en een bepaalde functie behield. Als dat het geval is, kan het splenium doorgaan met het verzenden van informatie van de ene kant van de hersenen naar de andere, zei hij.
In termen van testprestaties hielden patiënten met hersenschudding in het verleden de controlegroep bij in dit specifieke onderzoek, maar Wegener zei dat de structurele veranderingen in het corpus callosum de cognitieve functie op andere manieren kunnen beïnvloeden. 'We zijn benieuwd hoe deze bevindingen verband houden met specifieke symptomen, zoals cognitieve vertraging, moeite met aandacht en concentratie,' zei ze.
Levin zei echter dat er op dit moment geen conclusies kunnen worden getrokken uit de nieuwe studie over hoe de vastgestelde structurele schade zich verhoudt tot de echte hersenfunctie. 'Extrapoleren van naar hoe een persoon in het dagelijks leven functioneert, is een grote sprong voorwaarts', zei hij. Ten eerste varieert de definitie van "mild traumatisch hersenletsel" afhankelijk van de gegeven studie, dus het is onduidelijk of de nieuwe resultaten van toepassing zijn op een andere steekproef van patiënten met hersenschudding, zei hij. Bovendien nam de NYU-studie een steekproef van een kleine groep mensen. Over het algemeen moeten we "vrij voorzichtig" zijn bij het interpreteren van de resultaten, zei Levin.
Als toekomstige studies de resultaten bevestigen, zouden clinici structurele veranderingen in het corpus callosum en andere zenuwvezels kunnen volgen om patiënten met hersenschudding te diagnosticeren en hun herstel in de tijd te volgen, zei Wegener. In de nabije toekomst willen zij en haar co-auteurs hersenscans combineren met machine learning - een soort kunstmatige intelligentiesoftware - om hersenletsel bij patiënten met hersenschudding nauwkeuriger te detecteren en hun behandelingskuur te begeleiden.
Noot van de redactie: dit artikel is op 3 december bijgewerkt met citaten van Harvey Levin.
