Hoge basisniveaus van neuronale activiteit in de best verbonden delen van de hersenen kunnen een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer. Dit is de belangrijkste conclusie van een nieuwe studie die verschijnt in PLoS Computational Biology van een groep aan het VU Medisch Centrum in Amsterdam, Nederland.
De afgelopen tijd is duidelijk geworden dat hersenactiviteitspatronen in een vroeg stadium van de ziekte van Alzheimer veranderen. Bovendien is er reden om aan te nemen dat ze niet het gevolg zijn van structurele schade, maar de oorzaak kunnen zijn: onlangs werd in dierproeven een directe invloed van overmatige regionale neuronale activiteit op de ziekte van Alzheimer gevonden. Door aan te tonen dat sterk verbonden 'hub'-regio's (die de meeste Alzheimer-pathologie vertonen) inderdaad de hoogste activiteitsniveaus hebben, biedt de huidige studie ondersteuning voor de onconventionele opvatting dat hersendynamiek een oorzakelijke rol kan spelen bij Alzheimer. Zoals de eerste auteur, Willem de Haan, zegt: "Dit houdt in dat het onderzoek naar factoren die de neuronale activiteit reguleren nieuwe manieren kan openen om de ziekte op te sporen, op te helderen en tegen te gaan."
Met behulp van een realistisch computermodel van de menselijke cortex simuleerden de auteurs progressieve synaptische schade aan hersengebieden op basis van hun activiteitsniveau, en onderzochten vervolgens het effect op het resterende netwerk. Met dit 'activiteitsafhankelijke degeneratie'-model konden ze niet alleen een verklaring bieden voor het verspreidingspatroon van de ziekte van Alzheimer, maar ook een reeks verschijnselen reproduceren die we tegenkomen in feitelijke neurofysiologische gegevens van Alzheimerpatiënten: verlies en vertraging van neuronale activiteit, verlies van communicatie tussen gebieden en specifieke veranderingen in de organisatie van het hersennetwerk.
In komende projecten zijn de auteurs van plan om de voorspellingen van deze studie te verifiëren in patiëntgegevens, maar ook om door te gaan met modelleringsstudies. Ze concluderen dat: "het gebruik van 'computationele neurologie' en netwerktheorie om experimentele resultaten te verenigen en plausibele onderliggende principes te vinden in de groeiende massa menselijke hersengegevens onvermijdelijk lijkt."
