Proefschrift-artikel

Veel mensen krijgen tijdens hun leven een beroerte en verliezen daardoor de sterk ontwikkelde vaardigheden van de arm en de hand. In de maanden daarna draait het vooral om natuurlijk herstel van de hersenen en het (her)leren van oude (restitutie) en nieuwe (compensatie) motorische vaardigheden. Om patiënten beter te laten herstellen hebben we én nauwkeurigere leer- en herstelmodellen nodig én innovatieve methoden die op motorisch leren en herstel ingrijpen.

auteur
DR. IR. R. (RICK) VAN DER VLIET

Promovendus: R (Rick) van der Vliet, aios neurologie en postdoc klinische genetica, Erasmus MC, Rotterdam
Datum promotie: 16 september 2020
Promotoren: prof. dr. M (Maarten) Frens en prof. dr. G (Gerard) Ribbers
Copromotor: prof. dr. R (Ruud) Selles

Een digitale versie van het proefschrift is te downloaden via: https://repub.eur.nl/pub/125516

In dit proefschrift hebben we een methode ontwikkeld waarmee het vermogen om bewegingen onder veranderende omstandigheden nauwkeurig te houden kan worden gemeten. Deze vorm van leren heet adaptatie en is bijvoorbeeld belangrijk voor het wennen aan een nieuw en zwaarder tennisracket. Of voor het opnieuw kalibreren van bestaande bewegingen na een hersenbloeding of een herseninfarct. Bijzonder van ons model is dat het hele kleine verschillen in adaptatie tussen individuen meet. En dat deze verschillen ook teruggevonden kunnen worden in de signalen van hersenfilmpjes. In de toekomst kunnen we deze modellen gebruiken om in te schatten hoe bepaalde patiënten leren en wat de effecten van behandelingen zijn. Dit kan in het revalidatiecentrum, maar zeker ook thuis. Hierdoor krijgen we een beter begrip van de effecten van hersenbeschadigingen op leervermogen en zorgen we ervoor dat individuele patiënten optimaal leren.

Verder hebben we een gedetailleerdere beschrijving ontwikkeld van het natuurlijk herstel na een herseninfarct en hiermee verschillen tussen mensen met een ongunstig en een gunstig beloop inzichtelijk gemaakt. De hersenen zijn na een hersen­infarct heel vormbaar en kunnen in korte tijd herstellen (vooral in de eerste drie maanden, maar zeker ook daarna). Er is echter verschil in herstel tussen patiënten. Bij sommige patiënten treedt helemaal geen herstel op, waarschijnlijk doordat de verbinding tussen de motorische schors en de spieren te veel beschadigd is om ooit nog signalen door te geven. Ons model identificeert de patiënten die bijna niet zullen herstellen zodat ingezet kan worden op het aanleren van alternatieve bewegingen (compensatie) in plaats van herstel van bestaande bewegingen (restitutie). Verder kan een beter begrip van de verschillen tussen patiënten ons op het spoor zetten van factoren die herstel bevorderen, en daarmee leiden tot nieuwe behandelingen. Tenslotte kan een model van het natuurlijk herstel helpen om de bijdrage van behande­lingen op het herstel te isoleren. Zo wordt het aantal patiënten dat nodig is voor een klinische studie sterk verminderd.

Als laatste hebben we de modellen van leer- en herstelvermogen gebruikt om de effecten van hersenstimulatie met een kleine gelijkstroom te onderzoeken. Gelijkstroomstimulatie is een vorm van niet-invasieve neuromodulatie waarmee de activiteit van zenuwcellen en de signaaloverdracht tussen zenuwcellen beïnvloed kan worden. Rond 2010 werd gevonden dat gelijkstroomstimulatie van hersenplakjes de verbindingen tussen zenuwcellen versterkt, en dat gelijkstroom-stimulatie muizen helpt sneller motorische vaardigheden aan te leren. Daarna volgden positieve studies in gezonde mensen en in patiënten met een herseninfarct of een hersenbloeding. Wij hebben daarom drie grote studies opgezet naar de effecten van gelijkstroomstimulatie op motorisch leervermogen van gezonde mensen en patiënten met een herseninfarct of een hersenbloeding, en naar de effecten op arm- en handbeperking na een hersen­infarct. De resultaten waren echter teleur stellend. Enkel een ondersteunende rol tijdens klassiek conditioneren van de oogknipperreflex werd bevestigd. Wij denken dat gelijkstroomstimulatie minder effectief is dan gedacht en daarom in de huidige vorm geen rol heeft in de revalidatie van arm- handfunctie na een herseninfarct of een hersenbloeding. Mogelijk kan gelijkstroomstimulatie nog verbeterd worden door preciezer belangrijke hersengebieden te stimuleren met slimme rekenmodellen. Maar waarschijnlijker is er een fundamenteel andere aanpak nodig om patiënten beter te laten herstellen.

Dit proefschrift is beloond met de PhD Award Rehabilitation Medicine 2021. Voor mij een belangrijke motivatie om door te gaan met onderzoek. Hierbij denk ik aan het optimaliseren van thuisrevalidatie met gedetailleerde leer- en bewegingsmodellen. Een groot deel van de patiënten blijft drie maanden na een herseninfarct nog verbeteren. Door mensen thuis te laten oefenen met op hun leervermogen toegespitste trainingsschema’s valt er een wereld te winnen.