Onderzoekers van het Thompson Institute van de University of the Sunshine Coast in Australië willen hersenbeeldvorming gebruiken om de dynamiek tussen bloedtoevoer, neuronale activiteit en energiebehoeften te onderzoeken bij mensen met ME/cvs.
Projectleider Dr. Zack Shan en zijn team rekruteren 300 deelnemers met ME/cvs of fibromyalgie, en anderen die sedentair zijn maar in goede gezondheid, voor een crosssectionele studie om te proberen de neurobiologische oorsprong van ME/cvs te bepalen.
MRI ontmoet AI
De studie is een van de eerste waarin MRI (magnetic resonance imaging) en machinaal leren worden gecombineerd. Machinaal leren is een vorm van artificiële intelligentie (AI) waarmee softwaretoepassingen nauwkeuriger uitkomsten kunnen voorspellen zonder dat zij daartoe expliciet zijn geprogrammeerd. Algoritmen van machinaal leren gebruiken historische gegevens om nieuwe outputwaarden te voorspellen.
In een interview in Sunshine Coast News zei Dr. Shan:
“Machinaal leren stelt ons in staat om de enorme hoeveelheid informatie die hersenbeeldvorming oplevert over hoe specifieke gebieden van de hersenen verschillen tussen mensen met en zonder vermoeidheidsaandoeningen te analyseren en er inzichten uit te halen… Hiermee willen we een neuromarker ontwikkelen – een biologische indicator die gebruikt kan worden om ME/cvs en fibromyalgie te diagnosticeren.”
Er is een heel boek geschreven over de potentiële voordelen van machinaal leren, waarin wordt benadrukt dat de biologie en de wetenschap van het leven immens divers en complex zijn, en bijna buiten het bereik van de menselijke geest vallen om volledig te bevatten. De conclusie is dat computers en AI de komende decennia de weg zullen wijzen op het gebied van de biowetenschappen.
Wat dit betekent voor de ME/cvs-wetenschap is dat AI nu kan worden gecombineerd met meer traditionele methoden zoals genetische screening, biochemie of methoden voor hersenbeeldvorming om enorme hoeveelheden complexe gegevens te begrijpen.
In de hersenstudie van Dr. Shan zou AI de mogelijkheid kunnen bieden om gegevens van MRI-scans te combineren met software voor het modelleren van de bloedstroom, zodat onregelmatigheden in de bloedstroom in de hersenen, indien aanwezig, kunnen worden gevisualiseerd en voorspeld, evenals de mogelijke gevolgen daarvan voor de hersenfunctie, met name de gevolgen van een verminderde bloedstroom naar bepaalde kritieke gebieden van de hersenen.
Kan ontsteking een veranderde bloedstroom in de hersenen veroorzaken?
In juni publiceerde ME Research UK een kort verslag over een andere Australische studie aan de Griffith University in Queensland, die een verband legde tussen sommige symptomen van ME/cvs – zoals vermoeidheid, pijn en slaapstoornissen – en structurele veranderingen in een deel van de hersenen, de hippocampus, gedetecteerd via MRI.
Onderzoekers in Japan hebben meer geavanceerde, precieze en dure positronemissietomografie (PET) gebruikt om wijdverspreide neuro-inflammatie aan te tonen in de hersenen van patiënten met ME/cvs, die in verband werd gebracht met de ernst van hun neuropsychologische symptomen.
PET is een scan die de metabole of biochemische functie van weefsels en organen kan aantonen, waarbij een radioactieve tracer wordt gebruikt om zowel normale als abnormale metabole activiteit aan te tonen. Hiermee kan een abnormaal metabolisme van een tracer bij een ziekte worden opgespoord voordat die ziekte zichtbaar wordt op andere beeldvormende tests zoals computertomografie of MRI.
De meeste wegen leiden naar de hersenen
Het opkomende beeld is dat chronische en onverklaarbare vermoeidheid, cognitieve stoornissen en chronische wijdverspreide pijn allemaal voortkomen uit een verstoring van energie en bio-cellulaire processen in de hersenen en het centrale zenuwstelsel. Als zodanig ligt het voor de hand om zowel de cellulaire biochemie als de bloedstroom te onderzoeken in de hersenen van mensen die lijden aan ME/cvs.
De onderzoekers van de Griffith University wijzen bijvoorbeeld op ontstekingen en structurele veranderingen in de hippocampus, een complexe structuur diep in de temporale kwab van de hersenen, die betrokken is bij cognitie, geheugen en regulering van de hypothalamus (die de autonome zenuwfunctie controleert).
We horen vaak over ‘autonome disfunctie’ bij ME/cvs en andere aandoeningen zoals langdurige COVID, waaronder abnormale controle van de bloeddruk, posturaal tachycardiesyndroom, malaise na inspanning, hartslagvariabiliteit enzovoort – allemaal mogelijk gerelateerd aan verstoring van de autonome hersenfunctie.
Prof. Jarrad Younger, die het Neuroinflammation, Pain and Fatigue Laboratory leidt aan de Universiteit van Birmingham, Alabama, heeft veel relevante artikelen gepubliceerd over neuro-inflammatie, evenals YouTube-video’s waarin wordt beschreven hoe zijn team ontstekingsmarkers en metabolieten zoals lactaat heeft geïdentificeerd die erop wijzen dat hersencellen onder stress staan (onvoldoende bloedtoevoer of niet normaal functioneren door een mogelijke infectie).
ME Research UK financiert momenteel Prof. Younger voor een van zijn laatste projecten waarin de immuunreacties in de hersenen worden onderzocht.
MRI als diagnostisch hulpmiddel
Dr. Shan wil een vervolg geven aan dit eerdere onderzoek door hersenontsteking verder te onderzoeken. Hij hoopt dat de nieuwe methoden die zij gebruiken aan het Thompson Instituut in Australië, zullen resulteren in een van de eerste studies om de regionale regeling van de bloedstroom in de hersenen te modelleren in reactie op taken bij ME/cvs-patiënten, en dat het ook een van de eerste studies zal zijn om veranderingen in neurotransmitters (chemische boodschapper in de hersenen) te meten in reactie op cognitieve taken bij ME/cvs-patiënten.
Dr. Shan hoopt dat deze studie een neurobiologisch model voor ME/cvs zal opleveren, en de weg vrijmaakt voor artsen om MRI- en PET-hersenscanners te gebruiken om ME/cvs op te sporen en te diagnosticeren, en mogelijk ook om nieuwe behandelingen te ontwikkelen.
Ten slotte zal Dr. Shan de resultaten vergelijken bij zowel ME/cvs- als fibromyalgiepatiënten om te kijken naar verschillen en overeenkomsten in vergelijking met gezonde sedentaire controles.
ME Research UK blijft sterke banden onderhouden met onderzoekers in Australië en over de hele wereld die werken aan het blootleggen van de biologische oorzaken en gevolgen van ME/cvs, en heeft meer dan 2,5 miljoen pond geïnvesteerd in wereldwijd ME-onderzoek.
© ME Research UK, 23 november 2022. Vertaling ME-gids.
