Neurologie

Hersenstimulatie lijkt het geheugen te verbeteren. Wie profiteert van deze breindoping?

Onderzoek naar hersenstimulatie aan de universiteit van Maastricht.  Beeld Sas Schilten
Onderzoek naar hersenstimulatie aan de universiteit van Maastricht.Beeld Sas Schilten

Het geheugen gaat beter presteren na hersenstimulatie, blijkt uit experimenteel onderzoek. Hoe (on)wenselijk is deze nieuwe vorm van breindoping?

Wies De Gruijter

Klikgeluiden klikken door de studentenkamer, alsof iemand hard met zijn vingers knipt. Achter het bureau zit een jongen, op zijn voorhoofd rust een spoel van koperdraad die op hoge snelheid magnetische pulsen zijn brein in stuurt. Soms vertrekt zijn gezicht in een onvrijwillige grimas, dan draait hij de intensiteit gauw een tandje lager en ontspannen zijn spieren weer. Na een halfuur zet hij zijn magnetische headset af, slingert hij zijn rugzak over zijn schouder en fietst hij naar school om met zijn zojuist verscherpte geheugen een tentamen te maken.

Vooralsnog is deze scène sciencefiction. Maar uit nieuw onderzoek blijkt dat magnetische stimulatie van een bepaald deel van de hersenen het geheugen van gezonde individuen verbetert. Dus zo vergezocht is dat toekomstscenario wellicht niet.

De magneet – of repetitieve Transcraniële Magnetische Stimulatie (rTMS), zoals de methode officieel heet – wekt korte, krachtige stroompjes op in het brein. Afhankelijk van de snelheid waarop de magnetische pulsen elkaar opvolgen, wordt een hersengebied tijdelijk iets meer of iets minder actief. Deze manier van hersenstimulatie wordt vooral gebruikt als laatste redmiddel voor de behandeling van sommige neuropsychiatrische stoornissen, zoals depressie. Pas als antidepressiva en gedragstherapie niet aanslaan, komt een patiënt ervoor in aanmerking.

Maar rTMS heeft niet alleen positieve gevolgen voor het gemoed, het kan ook het geheugen verbeteren. Een recente publicatie in het vakblad PLOS biology beschrijft hoe proefpersonen hogere scores behalen in een geheugentest als ze tijdens het leren van de woorden een spoel van koperdraad op hun hoofd krijgen. Specifieker: op hun dorsolaterale prefrontale cortex, een gebied in de hersenen dat een belangrijke rol speelt bij het uitvoeren van zogenoemde hogere executieve functies. Daaronder wordt bijvoorbeeld verstaan het werkgeheugen, het vermogen om impulsen te onderdrukken en om je aandacht van de ene taak op de andere taak te richten.

De wetenschappers stuitten bij toeval op dit resultaat. Eigenlijk deden ze onderzoek naar de rol van een bepaald hersengebied als mensen iets vergeten. ‘Maar toen ik de data bekeek, zag ik dat TMS-stimulatie een onverwacht sterk effect had op de geheugenprestaties’, zegt Simon Hanslmayr, hoogleraar neurowetenschap en auteur van het artikel. ‘Ik dacht: is dit toeval? Is dit écht zo?’ Om er zeker van te zijn dat de geheugenverbetering niet op toeval berust, deden de onderzoekers hetzelfde experiment nog eens. Wederom bleek: mensen kunnen beduidend meer woorden onthouden na een rTMS-behandeling.

Vrijwilligers van wie de hersenen tijdens het leren van de woorden op de juiste plek werden gestimuleerd, presteerden gemiddeld 30 procent beter in een geheugentest dan degenen uit de controlegroep. In het tweede experiment was dat gemiddeld 10 procent.

Hanslmayr en zijn collega’s zijn niet de eerste onderzoekers die aantonen dat hersenstimulatie tot verbeterde cognitieve prestaties kan leiden. Uit eerdere onderzoeken bleek al dat mensen na hersenstimulatie soms betere scores behaalden op aandachtstesten, sneller keuzen konden maken en zelfs minder last hadden van hun rekenangst.

Inzicht in de black box

Zijn dit leuke, fundamentele ontdekkingen of kunnen we hier in de praktijk iets mee? Alexander Sack, hoogleraar toegepaste cognitieve neurowetenschappen aan de universiteit van Maastricht, ziet de vondst als kleine stappen op de lange weg naar begrip van de hersenen. Tot op de dag van vandaag zijn veel processen in het brein namelijk nog steeds een mysterie.

Wat we al wel weten, legt Hanslmayr uit, is dat de hersenen continu balanceren tussen excitatie en inhibitie. In het geval van excitatie reageren zenuwcellen op prikkels die ze van andere zenuwcellen krijgen, bij inhibitie remmen de zenuwcellen af. Zonder excitatie doen de hersenen helemaal niets en zonder inhibitie krijgt het brein juist zo veel impulsen dat het knettergek wordt. Als de prefrontale cortex met TMS wordt gestimuleerd, kantelt de balans tussen excitatie en inhibitie in het brein. Uiteindelijk wordt een ander gebied in het brein dat ook een belangrijke rol speelt bij geheugen daardoor actiever.

Maar hoe dat precies komt? Dat weten neurowetenschappers nog niet. De resultaten bewijzen vooral dat alles in het brein verbonden is. Hanslmayr: ‘Men denkt vaak dat de hersenen keurig opgedeeld zijn in compartimenten: eentje voor geheugen, eentje voor aandacht. Maar zo zit het brein niet in elkaar, het is een netwerk.’

Toch is het nieuwe onderzoek bijzonder. Sack: ’Dat non-invasieve hersenstimulatie het cognitief functioneren beïnvloedt, is al jaren bekend. Maar het is meestal niet zo dat gezonde mensen na zo’n behandeling echt beter presteren. Dit is een belangrijk onderzoek omdat het hier om een specifieke verbetering van een gezond, jong brein gaat. De vraag is nu: waaróm gaat de prestatie van een gezond brein na hersenstimulatie vooruit?’

Breindoping-experiment in Maastricht. Beeld Sas Schilten
Breindoping-experiment in Maastricht.Beeld Sas Schilten

Praktische toepassingen

Pas als je die vraag kunt beantwoorden, kun je met TMS mensen helpen, aldus Sack. De mensen die daar in eerste instantie voor in aanmerking zullen komen, zijn patiënten met geheugenproblemen, bijvoorbeeld door ouderdom of dementie. Voor klinische doeleinden is hersenstimulatie zeer waardevol, vindt Lennart Verhagen, neurowetenschapper aan de Radboud Universiteit en het Donders Instituut voor brein, cognitie en gedrag. ‘Mensen zijn vaak bang dat hersenstimulatie hun hersenen kapot maakt of in brand zet. Dat is onzin, het is bijvoorbeeld ongelooflijk effectief gebleken bij mensen die kampen met zelfmoordgedachten.’

En hersenstimulatie inzetten om gezonde individuen beter te laten presteren? Daarvoor, benadrukken alle onderzoekers, zijn de resultaten nog niet goed genoeg. Sack: ‘Het gaat om heel kleine verschillen: in recent onderzoek waarin we reactietijd maten, was er slechts sprake van een verbetering van enkele milliseconden. Je bent niet meteen een genie.’ Auteur Hanslmayr sluit zich daarbij aan: ‘In theorie kunnen studenten vóór hun tentamen even neurostimulatie gebruiken om zich iets meer te kunnen herinneren, maar in praktijk kun je de tijd en moeite beter gebruiken om te studeren.’

Toch er is één gebied waarop die ethische discussie al wel begint te spelen: fysieke topprestaties. Een fractie van een seconde kan voor een topsporter het verschil betekenen tussen de eerste en de tweede plek op de Olympische Spelen. Hersenstimulatie valt nog niet aan te tonen in de dopingcontrole waarbij de atleet urine of in sommige gevallen bloed moet afstaan. Sack: ‘Dat zal interessante, maatschappelijke vraagstukken opleveren.’

Als een onschuldig kopje koffie of een illegale shot doping?

Stel dat het werkt, moeten we hersenstimulatie dan willen inzetten voor prestatieverhoging? Om te beginnen: een TMS-apparaat zal beduidend duurder zijn dan een kop koffie. Voor het goedkoopste betrouwbare apparaat ben je nu zo’n 35.000 euro kwijt. Daphne Brandenburg, neuro-ethicus aan de Rijksuniversiteit Groningen: ‘Zo’n ontwikkeling is mooi, maar werkt wel oneerlijkheid in de hand: wie heeft er straks toegang tot zo’n ding? Ik hoop dat onderwijsinstellingen maatregelen zullen nemen wanneer studenten die zich een TMS-apparaat kunnen veroorloven hiermee een oneerlijk voordeel behalen. Je kunt je dan ook afvragen of het überhaupt nog de moeite waard is. Want als iedereen hetzelfde eerlijke voordeel heeft, wordt jouw individuele voordeel opgeheven.’

De apparatuur voor rTMS: repetitieve Transcraniële Magnetische Stimulatie.  Beeld Sas Schilten
De apparatuur voor rTMS: repetitieve Transcraniële Magnetische Stimulatie.Beeld Sas Schilten

Voordat het eerlijkheidsvraagstuk aan de orde is, zegt Laura Steenbergen, universitair docent klinische psychologie in Leiden, moet je een andere vraag stellen: waarom zou je überhaupt sneller of beter willen presteren? ‘Mensen krijgen al om de haverklap burn-outs door de werkcultuur van nu. Bovendien, sommige dingen wil je je helemaal niet kunnen herinneren. Wat als je verbeterde geheugen ook een trauma maar blijft onthouden?’

En dan is er nog de discussie die soms ook bij prestatieverhogende technieken bij sporters speelt. Gaan sporters echt sneller rennen door dat ijsbad of voedingssupplement, of zijn ze er dermate van overtuigd dat die behandeling helpt, dat ze alleen al daarvan harder gaan rennen of fietsen? Het beruchte placebo-effect.

Lennart Verhagen durft er zijn hand niet voor in het vuur te steken dat de geheugenverbetering door de hersenstimulatie komt. ‘Als je een rTMS-behandeling krijgt, voelt het alsof iemand met een vinger ritmisch op je hoofd tikt. Het zou kunnen dat je alleen al door dat gevoel meer aandacht aan je taak besteedt, waardoor het lijkt alsof je geheugen beter is geworden.’ Vervolgonderzoek, waarbij sommige proefpersonen hersenstimulatie in het beoogde gebied krijgen en andere in een gebiedje nét ernaast, zal uitsluitsel moeten geven.

Voorlopig zullen studenten het dus gewoon nog van hun ongestimuleerde hersenen moeten hebben.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden