Revolutie in de hersenen: nieuwe studie ontdekt onbekende geheugenmechanismen!

Revolutie in de hersenen: nieuwe studie ontdekt onbekende geheugenmechanismen!

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van prof. Florian Mormann van de afdeling Epileptologie van het Universitair Ziekenhuis van Bonn (UKB) heeft baanbrekende inzichten verworven in geheugenprocessen in het menselijk brein. Deze studie, gebaseerd op de analyse van neuronale activiteit bij mensen met hardnekkige epilepsie, maakt gebruik van geïmplanteerde elektroden om hersensignalen vast te leggen tijdens cognitieve taken. De nadruk ligt op hoe de hersenen de reeks beelden opslaan. De resultaten zijn veelbelovend en in tegenspraak met gevestigde theorieën over geheugenvorming.

Als onderdeel van het onderzoek voerden deelnemers met epilepsie een geheugentaak uit terwijl hun neurale reacties werden gemeten. Dr. Stefanie Liebe, de eerste auteur van de studie, gaf commentaar op de verrassende resultaten, die de klassieke kijk op geheugenfuncties in twijfel trekken. Een belangrijk resultaat laat zien dat de celreacties in de hersenen niet overeenkomen met de temporele volgorde van de gepresenteerde beelden. Dit zou kunnen duiden op een alternatief geheugenmechanisme dat ontstaat door de interactie van visuele presentaties, hersengolven en neurale signalen.

Combinatie van AI en neurale opnames

De studie benadrukt ook het potentieel van het combineren van neurale opnames en kunstmatige intelligentie (AI). In samenwerking met Matthijs Pals en Jakob Macke van de Cluster of Excellence “Machine Learning: New Perspectives for Science” aan de Universiteit van Tübingen werd een neuraal netwerk ontwikkeld dat activiteitspatronen simuleert die vergelijkbaar zijn met die van het menselijk brein. Deze innovatieve benaderingen kunnen nieuwe perspectieven openen voor onderzoek naar complexe hersenfuncties.

Epilepsie is een wijdverbreide neurologische ziekte waarbij ongeveer één op de drie mensen niet adequaat reageert op medicamenteuze behandeling. Alleen al in Zwitserland leven ongeveer 80.000 mensen met deze ziekte. Een operatie om de epileptogene focus te verwijderen kan in ernstige gevallen helpen, maar de precieze lokalisatie van deze regio's is een uitdaging.

Digitale hersenmodellen ter ondersteuning van epilepsie

Momenteel slagen de bestaande methoden er slechts bij ongeveer 60% van de patiënten in om de getroffen gebieden correct te identificeren. Onderzoekers onder leiding van Viktor Jirsa van de Université d’Aix-Marseille werken daarom aan gepersonaliseerde hersenmodellen, de zogenaamde digitale hersentweelingen. Deze wiskundige modellen zijn gebaseerd op patiëntspecifieke gegevens en gebruiken algoritmen om de hersenactiviteit en de verbindingen binnen de hersenen te simuleren.

De digitale tweeling kan epileptische activiteit identificeren in hersengebieden die conventionele methoden vaak missen. Lukas Imbach van het Zwitserse epilepsiecentrum ziet een groot potentieel in deze nieuwe benaderingen voor het plannen van chirurgische ingrepen. Sinds 2019 loopt er een klinische proef waarin deze techniek wordt getest in 13 epilepsiecentra in Frankrijk met bijna 400 deelnemers, waarvan de eerste resultaten eind 2024 worden verwacht.

Samenvattend blijkt uit het onderzoek dat zowel de bevindingen uit de Universiteit van Bonn wat betreft geheugenprocessen en de innovatieve benaderingen van de bestrijding van epilepsie wordt rekening gehouden met het enorme potentieel van de combinatie van AI en individuele hersenmodellen. Deze ontwikkelingen zouden niet alleen de basiskennis van geheugenvorming kunnen verdiepen, maar ook nieuwe therapeutische opties kunnen openen voor patiënten met epilepsie en de nauwkeurigheid van chirurgische procedures kunnen verbeteren.