Het waarom van de verschillende testen

Welke informatie halen we uit de hersenscans?

Het maken van hersenscans is een van de onderdelen van de Healthy Brain Study. Dit doen we met behulp van een zogenaamde MRI-scanner. Daarmee kunnen we een kijkje nemen in de hersenen van onze deelnemers. MRI staat voor “Magnetic Resonance Imaging”, en zoals de naam al zegt, maakt deze techniek gebruik van magnetisme.

Onze hersenen bestaan uit verschillende soorten hersenweefsels. Die hebben verschillende magnetische eigenschappen. Daardoor kunnen we met een aantal verschillende scans de bouw en structuur van de hersenen heel precies in beeld brengen. Ook zuurstof in het bloed heeft magnetische eigenschappen. Onze hersenen verbruiken zuurstof als ze aan het werk zijn. Met MRI scans meten we welke hersengebieden aan het werk zijn en hoe hard ze aan het werk zijn. Deze slimme techniek noemen we ook wel functionele MRI.

Door middel van de hersenscans, die niet veel langer dan drie kwartier duren, krijgen we dus inzicht in de anatomie en het functioneren van de hersenen van onze deelnemers.

Het uiteindelijke doel is om de informatie die deze hersenscans opleveren samen te bekijken met andere dingen die van invloed zijn op ons denken en voelen. Dit doen we met statistische modellen. Deze modellen verbinden op een slimme manier individuele verschillen in hersenstructuur en -functie aan individuele verschillen in bijvoorbeeld gedrag, lichamelijk en emotionele welbevinden, eetpatronen of genetische factoren. Op deze manier hopen we een beter begrip te krijgen wat het betekent om een gezond brein te hebben, en welke factoren daar aan bijdragen.

Dr. Koen Haak, hersenonderzoeker, Radboudumc

Het waarom van de robot taak

Cognitie is de verzamelnaam voor alles wat wij nodig hebben om ons slim te kunnen gedragen. Ook de samenwerking tussen zien en bewegen hoort hierbij. De hersenen kunnen dit veranderen als de samenwerking tussen zien en bewegen verstoord is. Maar niet elke toevallige verstoring moet leiden tot een standaard verandering van de samenwerking. Alleen met blijvende verstoringen moeten we rekening houden. Met andere woorden, niet met elke hobbel in de weg moeten we ons rijgedrag aanpassen, maar met winterbanden moeten we wel anders rijden dan met zomerbanden. 

Hoe deze nieuwe verbindingen in je hersenen gemaakt kunnen worden, verschilt per persoon en heeft te maken met het kunnen van je hersenen om nieuwe verbindingen te maken.

De verbinding tussen zien en bewegen moet goed 'afgeregeld' zijn door de hersenen. Dat betekent dat de verbindingen tussen de cellen in het zenuwstelsel de goede sterkte moeten hebben. In een aantal jaren veranderen je lichaamseigenschappen door te groeien. Ook kunnen je lichaamseigenschappen nu anders zijn dan over een paar minuten. Dit kan door vermoeidheid komen. 
De seintjes die een spier aansturen moeten dan ook veranderen om dezelfde beweging te blijven maken. De samenwerking tussen zien en bewegen wordt, voor een deel, aangepast als je een beloofde beloning krijgt. 
 
In de Healthy Brain Study vragen we deelnemers om een beweging te maken alsof ze iets proberen te pakken. We kijken naar aanpassingen in de zoektocht naar bewegingen die leiden tot hogere beloningen. We onderzoeken hoe goed je je eigen motorische/bewegingsvaardigheden kent.

Pieter Medendorp, hersenonderzoeker, Radboud Universiteit - Donders Instituut 
Luc Selen, hersenonderzoeker, Radboud Universiteit - Donders Instituut 

Polsbandjes voor onderzoek naar stoffen uit de omgeving

Iedereen kent de veelkleurige polsbandjes van festivals. Minder bekend is het gebruik van deze bandjes voor onderzoek. In de Healthy Brain Study is gekozen voor oranje polsbandjes die zijn gemaakt van siliconen. Deze kunststof is een aantal jaren geleden geïntroduceerd als nieuwe methode van onderzoek naar de blootstelling aan chemicaliën. Enkele studies laten zien dat de hoeveelheid chemicaliën die wordt teruggevonden in polsbandjes correleert met dampen die worden geïnhaleerd en ook met stoffen die via de huid worden opgenomen. Daarmee is het polsbandje een eenvoudige methode om gegevens te verzamelen over de stoffen waarmee we in het dagelijks leven in contact komen. Deze stoffen kunnen afkomstig zijn uit bouwmaterialen en meubelstoffering maar bijvoorbeeld ook uit persoonlijke verzorgingsproducten en schoonmaakmiddelen.

Het polsbandje wordt één week continu gedragen. In de Healthy Brain Study vragen wij de deelnemers één bandje te dragen en het andere bandje thuis op te hangen. Uit vergelijking van de teruggevonden stoffen wordt inzicht verkregen in blootstelling aan chemicaliën uit de woonomgeving en bronnen en blootstellingsmomenten buiten de woning.

Door de coronatijd verwachten wij een toename in het gebruik van stoffen uit handdesinfectieproducten. De vraag is of we dit terug zullen zien in de polsbandjes.

Verzamelen van bloed

Om de algemene gezondheid, de genetische samenstelling en markers te beoordelen die mogelijk een specifieke relatie hebben met de werking van de hersenen, nemen we buisjes bloed af. We nemen 89,5 ml bij het eerste labbezoek en 83,5 ml bij het tweede en derde labbezoek, aangezien DNA-afname maar één keer nodig is. De Radboud Biobank verwerkt de buisjes bloed.
De Radboud Biobank is een voorziening van het Radboudumc voor het verzamelen, opslaan en beheren van lichaamsmateriaal en gegevens van patiënten met als doel wetenschappelijk onderzoek mogelijk te maken en daarmee de gezondheidszorg voor toekomstige patiënten te verbeteren.

Waarom verzamelen we eigenlijk ontlasting?

We dragen allemaal biljoenen micro-organismen, zoals bacteriën, met ons mee. Ze wegen samen ongeveer evenveel als onze hersenen, namelijk 1.5 kg! Ze zitten vooral in onze darmen, waar ze een belangrijke rol hebben in de vertering en cruciaal zijn voor een gezond immuunsysteem. Daarnaast maken bacteriën stoffen aan die op allerlei manieren ook de hersenen kunnen beïnvloeden. Muizen die helemaal zonder bacteriën opgroeien in een steriele lab-kooi, vertonen bijvoorbeeld heel ander gedrag dan hun broertjes en zusjes in een gewone kooi. 

Ongeveer de helft van onze ontlasting bestaat uit bacteriën uit de darm. Door ontlasting te verzamelen, krijgen we een idee wie welke soort bacteriën met zich meedraagt. Dit verschilt namelijk enorm tussen twee mensen. Deze verschillen in darmbacteriën willen we koppelen aan de hersenactiviteit die we meten tijdens het maken van de hersenfoto (MRI-scan). Eerdere onderzoeken vonden inderdaad relaties tussen het soort darmbacteriën en hersenactiviteit. Maar deze onderzoeken zijn meestal in kleine groepen proefpersonen gedaan en vinden allemaal wat anders. 
Omdat het bestuderen van darmbacterie-brein relaties nog niet zo lang plaats vindt, is het belangrijk dat er samenhangende bevindingen worden gedaan, die bij herhaling opnieuw gevonden kunnen worden. Daarnaast is uit de eerdere onderzoeken bij mensen niet zo goed bekend wat het betekent dat een bepaalde combinatie van bacteriesoorten samengaat met bepaalde hersenactiviteit. 

In de Healthy Brain Study willen we ook dit soort vragen beantwoorden, bijvoorbeeld: voorspellen jouw darmbacteriën dat je beter of slechter tegen stress kunt in het dagelijks leven?

Esther Aarts, Principal Investigator - Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour

Fietstest

De fietstest is één van de onderdelen van de testdag op de Radboud campus. Met deze test meten we je fysieke fitheid, oftewel je conditie. Dit hangt sterk samen met hoeveel je de afgelopen periode hebt gesport en bewogen, maar bijvoorbeeld ook met je lichaamssamenstelling. We vinden het interessant om dit te meten, omdat de fitheid invloed heeft op verschillende gezondheidsuitkomsten, zoals het risico op het optreden van hart- en vaatziekten. De fitheid kan veranderen door een verandering van leefstijl, bijvoorbeeld doordat je in een periode meer of juist minder tijd hebt gehad om te gaan sporten.
De fietstest wordt uitgevoerd op een zogenaamde ergometer, een fiets zoals je kunt kennen van de fitness, waarbij we handmatig de weerstand instellen. Ook meten we de hartslag tijdens de test. Tijdens de test verhogen we met kleine stappen de weerstand. Dit zorgt er voor dat de inspanning steeds iets zwaarder wordt en zo de hartslag steeds hoger wordt. Aan de hand van de hartslag bepalen we wat voor jou de geschikte eindweerstand is. Hoe hoger deze weerstand ligt, hoe hoger je fitheid is. Als je terugkomt voor de tweede testdag, herhalen we de fietstest op precies dezelfde manier. Je komt dus na de opbouwfase weer op dezelfde weerstand terecht. Als je hartslag nu lager ligt, betekent dit dat je fitheid verbeterd is.

Computertaak: het kaartspel

Eén van de computertaken die je tijdens een testdag doet, is het kaartspel. Tijdens dit kaartspel draai je kaarten om waarmee je punten kunt winnen of verliezen. Jij beslist steeds hoeveel van de 32 kaarten je wilt omdraaien, zonder te weten welke een winst- of verlieskaart is. Op deze manier wordt gemeten hoeveel risico je neemt. Je kan zelf beslissen om te stoppen, zolang je geen verlieskaart hebt omgedraaid. Dit spel speel je voor echt geld, dus er valt wat te winnen! Daardoor vraagt het spel ook al je aandacht. Als je geld wint, wordt dit met je betaling aan het einde van de studie overgemaakt. Als je geld verliest, hoef je gelukkig niets terug te betalen. Dat is wel zo eerlijk. Het aantal punten, en dus geld, wat je verdient, is per persoon erg verschillend. Dit hangt ook af van geluk en kans.

De beweegmeter

De beweegmeter wordt gebruikt om het beweeggedrag in kaart te brengen. De mate van zitten en bewegen kan invloed hebben op de gezondheid van je hersenen. Het apparaatje wordt 8 dagen gedragen om inzicht te krijgen in iemands beweegpatroon. 

Slaapband

In de week voorafgaand aan je bezoek aan de Radboud Campus draag je elke nacht een slaapband. We meten hoe lang en hoe diep je slaapt, omdat dit invloed heeft op bijvoorbeeld ons afweersysteem, ons geheugen en onze gevoelens.

Verzamelen van speeksel

De samenstelling van het speeksel kan informatie geven over biologische factoren die invloed kunnen hebben op de hersenen.

Verzamelen van urine

Urine is een lichaamsvloeistof met afvalstoffen, die we via de urinewegen afscheiden. Urine bestaat o.a. uit water en zouten. De samenstelling van je urine kan informatie geven over je vochtbalans en stofwisseling, wat weer invloed heeft op je totale gezondheid, inclusief je hersenen.

Echo van je hals

Met deze test meten we de reactie van de halsslagader op een pijnprikkel. Dit zegt iets over de halsslagader, die zorgt voor de belangrijkste toevoer van bloed naar de hersenen.