De grafieken zijn gebaseerd op een enorme dataset. De software en modellen zijn online beschikbaar. Het werk is gepubliceerd in eLife.
“Bijna iedereen kent de groeidiagrammen waarmee artsen de ontwikkeling van kinderen meten, bijvoorbeeld de groeidiagrammen die zijn ontwikkeld door de Wereldgezondheidsorganisatie,” zegt Andre Marquand, onderzoeker bij de afdeling Cognitieve Neurowetenschappen van het Radboudumc. “Artsen wereldwijd zetten bijvoorbeeld het lichaamsgewicht of de lengte uit tegen de leeftijd. Zo beoordelen ze de ontwikkeling van een individueel kind ten opzichte van de variatie in de populatie, en sporen ze ontwikkelingsachterstand op.”
Groeidiagrammen voor hersenen
De onderzoekers bieden nu hetzelfde voor de hersenen. “We hebben hoge resolutie MRI-beelden geanalyseerd van bijna 60.000 mensen van ongeveer 80 MRI-scanners over de hele wereld,” legt Saige Rutherford uit, promovendus en eerste auteur. “We gebruikten metingen van het volume van verschillende hersenstructuren of de dikte van de hersenschors op verschillende leeftijden en maakten groeidiagrammen voor elk hersengebied. Zo creëerden we een nauwkeurige atlas van het menselijk brein gedurende het hele leven.”
Hersenziekten
De modellen maken het mogelijk om op het niveau van een individuele persoon voorspellingen te doen over het optreden van hersenaandoeningen. Marquand: “We hebben nu een referentiemodel dat de variatie tussen individuen in kaart brengt en dat ons helpt om veel verschillende hersenaandoeningen beter te begrijpen, zoals ADHD, schizofrenie, dementie en de ziekte van Alzheimer.”
De modellen sporen veranderingen in de hersenstructuur op, die in een vroeg stadium kunnen wijzen op het ontstaan van een psychische stoornis. Ze kunnen beoordelen of een gebied in de hersenen bij een individu dikker of dunner is dan gemiddeld voor deze levensfase. Ook helpen de modellen bij de stratificatie van psychische stoornissen. Bijvoorbeeld voor het vinden van overeenkomsten tussen mensen die verschillende subtypes van stoornissen hebben, of om in de toekomst mensen te zoeken die op een behandeling zullen reageren. Bovendien volgt het model de voortgang van ziekte of het effect van een behandeling.
Software vrij beschikbaar
De modellen en ook de software voor het gebruik zijn online beschikbaar gesteld. “We gebruiken een gevestigd softwareprogramma genaamd Freesurfer, waarmee we het volume en de dikte van hersenstructuren meten”, vertelt Marquand. “Wereldwijd gebruiken duizenden ziekenhuizen deze software, dus dat levert gemakkelijk de benodigde metingen op. Met onze software als referentie blijkt dan hoe een groep van patiënten of studiedeelnemers uit een specifiek ziekenhuis het doet binnen de hele populatie.”
In de nabije toekomst kan de software van groot nut zijn bij klinische studies, denkt Marquand. “Als je een nieuw medicijn wilt onderzoeken tegen een hersenaandoening, bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer, kun je met onze software proefpersonen zoeken met een bepaald profiel, zoals degeneratie in een vroeg stadium. Dat werkt als een soort vingerafdruk van de hersenen. Dat maakt het onderzoek efficiënter, omdat je gemakkelijk verschillen tussen groepen mensen opspoort. Uiteindelijk kunnen dergelijke hulpmiddelen ook nuttig zijn in de kliniek om medicijnen of interventies precies te richten op de mensen die ze nodig hebben.”
