Onderzoekers van het UMC Utrecht zijn er in geslaagd met behulp van eigen ontwikkelde software en hersenscans eventuele toekomstige cognitieve problemen te voorspellen. Het betreft de gevolgen van vaatschade aan de witte stof in de hersenen. Dergelijke schade kan diverse problemen veroorzaken, bijvoorbeeld met het geheugen.
Op dit moment is de software die onderzoekers Matthijs Biesbroek en Mirthe Coenen ontwikkeld hebben, alleen nog bruikbaar bij patiënten die al cognitieve klachten, zoals beginnende dementie, hebben. In de toekomst moet het echter ook mogelijk worden, zo hopen de onderzoekers, om deze slimme diagnostiek ook in te zetten bij mensen die nog geen klachten hebben. Daarvoor moet de slimme software verder doorontwikkeld worden, waarbij ook de inzet van AI (kunstmatige intelligentie) overwogen wordt.
Ouderdomsschade en cognitieve problemen
De witte stof in hersenen is als het ware het 'glasvezelnetwerk' waar alle informatiestromen doorheen lopen. De stof bestaat uit axonen van zenuwcellen, omsloten door een vette witte substantie, myeline, die als een soort isolatiemateriaal de axonen beschermd. Ouderdom is een van de belangrijke 'vijanden' van de witte stof. Daardoor raakt de stof beschadigt raakt en kunnen onder andere cognitieve problemen ontstaan.
De gevolgen van die beschadigingen kunnen voor elke patiënt weer anders zijn. Welke gevolgen de patiënt ervaart is met name afhankelijk van de lokatie van de beschadigingen. “Soms hebben mensen veel witte stof-schade, en hebben ze daar geen last van. Andere keren functioneren mensen minder goed dan voorheen, terwijl ze relatief weinig schade aan hun witte stof hebben”, legt neuroloog en onderzoeker Matthijs Biesbroek uit.
Kans op dementie voorspellen
Dankzij het onderzoek en de slimme software van het UMCU-team is het nu mogelijk om te bepalen, en voorspellen, welke gevolgen de schade aan de witte stof voor individuele patiënten kan hebben. De onderzoekers zijn er allereerst in geslaagd de belangrijkste knooppunten van de witte stof te identificeren.
Met die informatie hebben zij vervolgens slimme software ontwikkeld die hersenscans kan analyseren. Die software is dus in staat om te voorspellen welke klachten, zoals dementie, patiënten door de beschadigingen van de witte stof in de toekomst kunnen krijgen.
“Om te bepalen welke van deze witte stofbanen belangrijk zijn, en welke minder belangrijk, hadden we een grote groep patiënten nodig”, vertelt Matthijs. Van die patiënten moesten zowel een hersenscan als cognitieve testen beschikbaar zijn. In totaal gebruikten de Utrechtse onderzoekers de gegevens van 3.525 patiënten uit Europa, Azië en de Verenigde Staten.
Doorontwikkeling met AI
De software zoals die nu ontwikkeld is, kan ook ingezet worden voor de analyse van standaard hersenscans zoals die op de geheugenpoli gemaakt worden. Maar, zoals reeds gezegd, is de software alleen nog geschikt voor de analyse bij mensen die al problemen hebben.
De onderzoekers zijn al bezig met de doorontwikkeling van de software. Daarbij moet het mogelijk worden om alle stappen in het proces volledig automatisch te doorlopen. Ze hebben zelfs plannen om AI (kunstmatige intelligentie) toe te passen om het programma het vermogen te geven om te leren. Naar verwachting is de software begin 2023 klaar.
Het inzetten van AI-toepassingen en algoritmes om de diagnostiek van hersenproblemen, zoals dementie, te verbeteren en versnellen is niet nieuw. De eerste stappen op dat gebied werden jaren geleden al gezet. Een van de recentere initiatieven is het internationale AI-Mind project. Dat wil met behulp van kunstmatige intelligentie slimme digitale instrumenten ontwikkelen om hersenverbindingen te screenen en het risico op dementie in te schatten bij mensen met milde cognitieve problemen.
