Artikel Medidact | klinische toepassingsmogelijkheden MEG

Vorige maand verscheen op de website Medidact een artikel dat klinische toepassingsmogelijkheden van MEG meer aandacht verdienen.

MEG (Magneto-Encephalo-Grafie) registreert de magnetische golven die de hersenen produceren. Amsterdam UMC, locatie VUmc heeft hier veel ervaring mee opgebouwd in de klinische toepassing voor epilepsie, multipele sclerose, dementie, en de ziekte van Parkinson. Arjan Hillebrand (klinisch fysicus en associate professor afdeling neurologie), Eva Strijbis (neuroloog en MS fellow bij de afdeling Neurologie), Lennard Boon (aios neurologie) en Willem de Haan (neuroloog Alzheimercentrum Amsterdam ) belichten de stand van zaken.

De MEG-techniek is eind jaren 60 van de vorige eeuw ontwikkeld. Een klein systeem met een beperkt aantal sensoren was het toen nog, in eerste instantie in de klinische zorg toegepast om bij epilepsie het overactieve hersengebied in kaart te brengen, als aanwijzing voor de neurochirurg. Amsterdam UMC locatie VUmc beschikte bijna 25 jaar geleden al over zo’n systeem. “Sinds bijna tien jaar hebben we een veel geavanceerder systeem met een veel groter aantal sensoren, waarmee we in staat zijn om veel nauwkeuriger metingen te verrichten dan met dat eerste model’, zegt Hillebrand. “In Nederland staan er twee, het andere staat in het Donders Instituut in Nijmegen. Maar daar wordt het vooral gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek naar de hersenfunctie, terwijl hier juist de klinische toepassing een belangrijke plaats inneemt.”

Daarbij gaat het al lang niet meer alleen over epilepsie, want binnen VUmc wordt de techniek ook al klinisch toegepast bij multipele sclerose, de ziekte van Parkinson en dementie. Ook wordt onderzoek gedaan bij patiënten met schizofrenie en binnen de neuro-oncologie.

Onderscheidend vermogen

De techniek is vergelijkbaar met het EEG, ook daarbij worden aan de oppervlakte signalen uit het brein gemeten. Het verschil is echter dat bij EEG sprake is van een veel grotere verstoring door de schedel en dat bij MEG de hersenactiviteit veel nauwkeuriger kan worden gelokaliseerd. De techniek onderscheidt zich van functionele MRI in die zin dat fMRI een grotere spatiële nauwkeurigheid biedt dan MEG maar een lagere temporele resolutie. Fluctuaties in de tijd kunnen met MEG veel nauwkeuriger worden gemeten, wat bijvoorbeeld bij epilepsie-onderzoek relevant is. Een nadeel van fMRI is bovendien dat als er bij een patiënt sprake is van een verandering van de doorbloeding in de hersenen – bijvoorbeeld rond een tumor – dit het duiden van de beelden bemoeilijkt.

Een MEG-apparaat is minder duur in aanschaf dan een MRI-scanner, maar de gebruikskosten zijn hoog. Hillebrand: “De sensoren werken op basis van supergeleiding en moeten met vloeibaar helium worden gekoeld. Bovendien is een fysicus nodig om te zorgen dat het systeem gebruiksklaar blijft. Om het rendabel te houden, moet het systeem veel gebruikt worden. Dit verklaart mede waarom we zo actief zijn met het ontwikkelen van klinische toepassingen. Zeker voor multipele sclerose, dementie en de ziekte van Parkinson zou het goed zijn als nog enkele centra in ons land over een MEG-apparaat zouden beschikken. Om deze reden is de ontwikkeling in de apparatuur zo relevant. Inmiddels is een nieuw type MEG-sensoren ontwikkeld die een stuk kleiner zijn en die niet met helium gekoeld hoeven te worden, en die bovendien niet in een vaste helm om het hoofd hoeven te zitten maar rechtstreeks op het hoofd kunnen worden geplakt.” Boon: “Dit geeft de patiënt meer bewegingsvrijheid en maakt het bijvoorbeeld mogelijk om een epilepsieaanval live te meten.”

Verbindingen

Neurologen hebben heel lang de opvatting gehuldigd dat ieder neurologisch defect in verband is te brengen met één hersengebied. “De laatste tien jaar is steeds meer aandacht ontstaan voor het gegeven dat juist ook de verbindingen tussen hersendelen een belangrijke rol spelen”, zegt Strijbis. “In ons onderzoek kijken we nu heel nadrukkelijk naar de functie van die verbindingen. Door ook de hersenfunctie van gezonde mensen in beeld te brengen, kunnen we die als referentie gebruiken om te kijken hoe die zich verhouden tot de hersenen van mensen met uiteenlopende ziektebeelden.”

Het mooie van de setting in VUmc is dat het MEG-systeem er geïntegreerd is in de klinische afdeling. “Dat is vaak niet het geval”, zegt Hillebrand. “Veel systemen staan niet in ziekenhuizen maar in onderzoeksinstituten. Klinische toepassing van de mogelijkheden die het biedt blijft daarbij nog een beetje op de achtergrond. Onderzoeken hebben vaak betrekking op kleine cohorten en het uitgangspunt is doorgaans dat klinische toepassing pas bevestigd is als op basis van grote patiëntaantallen is aangetoond dat iets waarde heeft. Hier verzamelen we de patiëntdata in de klinische praktijk en bouwen we dus gaandeweg vanzelf data op over de meerwaarde van klinische toepassing van MEG.”

Ruimte voor verdere ontwikkeling

Internationaal wordt het MEG-systeem alleen voor epilepsie breed toegepast. De combinatie die in VUmc wordt gemaakt met invasieve EEG, om voorafgaand aan een operatie exact het operatiegebied te kunnen bepalen, is nog lang geen gemeengoed. In de toepassing voor bewegingsstoornissen, multipele sclerose en dementie loopt VUmc internationaal zeker voorop.

Voor epilepsie weten Nederlandse neurologen het MEG-centrum in VUmc goed te vinden, als ze met EEG zelf niet verder komen. Voor multipele sclerose is de toepassing van het MEG-systeem geïntegreerd in de cognitiepoli die het ziekenhuis heeft, en die geniet landelijke bekendheid. Voor de ziekte van Parkinson is dit nog minder het geval. Sinds enkele maanden wordt een MEG-onderzoek aangeboden voor patiënten met een verdenking van cognitieve achteruitgang. “Het zou meerwaarde hebben als dit meer landelijke bekendheid kreeg”, zegt Boon. Hij ziet ook een optie voor verbreding van de toepassing van de MEG-techniek in breder verband. Hij legt uit: “We gebruiken MEG nu om hersenziekten beter te begrijpen, het ziektebeloop te voorspellen en het effect van therapie in kaart te brengen. Een vierde toepassing kan zijn aangrijpingspunten voor therapie te vinden. Neem de ziekte van Alzheimer: hoe mooi zou het zijn als we hersengebieden die te weinig of teveel actief zijn van buitenaf – of ook van binnenuit, met diepehersenstimulatie-elektrodes – konden stimuleren of remmen.” Hillebrand vult aan dat het laatste ook in relatie tot hersentumoren interessant zou zijn, gezien recente bevindingen dat tumoreiwitten in grotere aantallen aanwezig zijn in gebieden die erg actief zijn.

MEG en multipele sclerose

Een probleem bij MS is de klinisch-radiologische paradox. Eva Strijbis legt uit: “Bij MS treden op willekeurige plaatsen in de hersenen ontstekingen op, waardoor functies wegvallen zoals bewegen of het geheugen. De paradox is dat we op MRI-beelden grote afwijkingen zien die bij patiënten slechts voor weinig klinische klachten zorgen, terwijl andersom patiënten klachten beschrijven terwijl er nauwelijks afwijkingen in de hersenen zijn terug te vinden. De gedachte is daarom dat het niet gaat om de mate van verstoringen in de hersenen bij een patiënt, maar om de vraag of die verstoringen zich op verbindingen tussen de hersendelen bevinden. We zijn nog volop bezig met onderzoek op dit gebied dus definitieve data hebben we nog niet, maar de eerste resultaten laten wel al inderdaad op die verbindingen veel afwijkingen zien. We weten dat MS-patiënten ook door vermoeidheid of depressie cognitieve klachten kunnen krijgen, dus het in kaart brengen van die afwijkingen met behulp van de MEG-techniek geeft echt een objectieve maat voor het bepalen van de oorsprong van de klachten. En het mooie is dat inmiddels duidelijk is dat hetzelfde onderzoek ook kan worden gedaan met een EEG, wat veel breder beschikbaar is in de Nederlandse ziekenhuizen.”

Hoewel internationaal veel onderzoek plaatsvindt naar MS en cognitie, is VUmc het enige centrum dat MEG ook al klinisch toepast voor de counseling van patiënten.

MEG en de ziekte van Parkinson

Hoewel de ziekte van Parkinson vooral bekend staat als een bewegingsstoornis, worden naarmate het ziekteproces voortschrijdt ook symptomen als cognitieve achteruitgang en dementie steeds dominanter. “Omdat dit laatste nog grotendeels onbegrepen is, doen we juist daar met behulp van de MEG-techniek onderzoek naar”, zegt Lennard Boon, “waarbij de resultaten die we tot nu toe boeken duidelijke parallellen laten zien met andere hersenziekten, vooral MS en Alzheimer. Het is bij een patiënt met de ziekte van Parkinson mogelijk om met MEG of EEG nauwkeurig te voorspellen of die over een aantal jaar dementie gaat krijgen. De MEG-techniek stelt ons verder in staat om bijvoorbeeld het effect van de toediening van dopamine of van diepe hersenstimulatie bij patiënten met Parkinson te onderzoeken. Dankzij het feit dat de elektroden in de hersenen van de patiënt via een kastje bij het sleutelbeen aan en uit kunnen worden gezet, kunnen we zelfs meten hoe deze interventie verschillende hersengebieden beïnvloedt. Je ziet direct signaalverandering, en dat is iets wat met behulp van fMRI niet mogelijk zou zijn.”

Van de ziekte van Parkinson is bekend dat diepe hersenstimulatie, die erop gericht is de motoriek van de patiënt te verbeteren, een nadelig effect kan hebben op de hersenen als geheel, en daardoor op cognitie en emoties. “Dit effect kan van patiënt tot patiënt verschillen en ook dit proberen we beter in beeld te brengen”, zegt Boon. “Als dat lukt, zouden we per patiënt kunnen bepalen of de verbetering van de motoriek niet ten koste gaat van de cognitie en emoties.”

MEG en Alzheimer

Binnen VUmc werden al in 2000 de eerste onderzoeken naar de ziekte van Alzheimer met behulp van de MEG-techniek gedaan. “We hebben dit in de loop der jaren geleidelijk uitgebouwd en zijn daarmee inmiddels op het gebied van MEG-analyse bij Alzheimer een internationaal bekende onderzoeksgroep geworden”, zegt Willem de Haan. “De precisie van MEG in het opvangen van hersenactiviteiten op een niet-invasieve manier is ongeëvenaard. Het geijkte hersenonderzoek is EEG en dat gebruiken we hier in huis ook standaard om verschillende soorten dementie van elkaar te kunnen onderscheiden en andere problemen zoals bijzondere vormen van epilepsie of delirium uit te sluiten. Maar MEG heeft daarnaast voor ons grote meerwaarde, omdat het ons in staat stelt om de communicatie tussen hersennetwerken, inclusief diepere hersenstructuren, nauwkeuriger te beschrijven. We kunnen zo bijvoorbeeld al in een vroeg stadium van Alzheimer afwijkende activiteit in de hippocampi, essentieel voor het geheugen, in beeld brengen. Dit is niet alleen interessant om al in een vroeger stadium diagnostiek te kunnen bedrijven, maar kan ook een aanknopingspunt bieden voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen tegen Alzheimer.”

Sinds medio 2018 loopt in het Alzheimercentrum Amsterdam onder leiding van klinisch neurofysioloog Alida Gouw de MANTA-studie (MEG in Alzheimer’s disease: unravelling the underlying Network to explain the stereotypical spread of TAu protein. Het doel is met MEG de hersennetwerken van mensen met de ziekte van Alzheimer in kaart te brengen. Deze netwerken worden vervolgens vergeleken met eerder gemaakte scans waarop het tau-eiwit in de hersenen is afgebeeld. Op deze manier hopen de onderzoekers in kaart te brengen of bij mensen met de ziekte van Alzheimer de hersennetwerken zich zo gedragen dat dit de verspreiding van het tau-eiwit stimuleert. De Haan is bij dit onderzoek betrokken voor het moduleren van de verspreiding van de hersenactiviteit. “We weten dat bij Alzheimer de functie van het tau-eiwit al in een vroeg stadium verstoord is en dat dit beter gerelateerd is aan de ziekte-ernst dan het bekende amyloïd-eiwit”, zegt hij. “We vergelijken de verspreidingspatronen van de tau-schade met de veranderingen in hersennetwerkactiviteit die de ziekte met zich meebrengt, om hun onderlinge samenhang beter te begrijpen. Die veranderende hersenactiviteit is uiteraard sterk gebonden aan de cognitieve prestaties. Dus als we weten hoe we die hersenactiviteit kunnen beïnvloeden om de communicatie weer te optimaliseren, kunnen we mensen wellicht beschermen tegen de optredende schade. Er zijn zelfs aanwijzingen dat zo het ziekteproces rechtstreeks is te beïnvloeden. Onderzoek hiernaar verkeert nog in een vroeg stadium, maar het zijn wel spannende tijden.”

Bron: Frank van Wijck, Medidact