Robot NAO helpt kinderen met autisme. Archieffoto | Bart van Overbeeke

Pioniers van het brein

Je zou het na bijna vier jaar van intensief samenwerken best een geslaagd huwelijk mogen noemen: het verbond tussen de TU/e en Kempenhaeghe - het expertisecentrum voor epilepsie en slaapstoornissen in Heeze.

De liefde is voorlopig ook nog niet bekoeld. Allesbehalve zelfs. Daarvoor profiteren de twee kennisinstellingen te veel van elkaar. Met een gezamenlijk doel voor ogen: technieken ontwikkelen die de zorg voor patiënten met epilepsie, slaap- en neurocognitieve stoornissen verbetert. Daar schieten in de eerste plaats natuurlijk die patiënten zelf veel mee op. Maar ook de TU/e en Kempenhaeghe profiteren ervan.

Binnen een paar jaar is een netwerk van kruisbenoemingen tussen onderzoekers en professionals ontstaan. Zo zijn neurologen en psychologen van Kempenhaeghe als deeltijdhoogleraar werkzaam aan de TU/e. Zij sturen aan verschillende faculteiten groepen jonge onderzoekers en stagiairs aan. Diezelfde onderzoekers voeren voor en op Kempenhaeghe nuttige afstudeer- en stageopdrachten uit.

Eén van de deeltijdhoogleraren is prof.dr. Bert Aldenkamp. Van origine klinisch neuropsycholoog en vorig jaar aan de TU/e benoemd tot hoogleraar 'Imaging and Cognition in Epilepsy'. Aldenkamp noemt zichzelf een brugfunctionaris die de belangrijke verbinding maakt tussen de medische en technische kant van het onderzoek en tussen de verschillende faculteiten en instituten die er aan meedoen. Hij zet de lijnen uit.

"Medici en techneuten kijken met geheel eigen ogen naar de materie", ervaart de neuropsycholoog dagelijks. "De eerste groep houdt de focus vooral op de patiënt, daar waar de techneut vooral het proces bewaakt. Samen moeten ze zich iedere keer de vraag stellen of dat wat ze van plan zijn technisch mogelijk én klinisch relevant is. Beide vragen moeten met 'ja' beantwoord worden."

Aldenkamp pendelt niet alleen op en neer tussen Kempenhaeghe en Eindhoven, maar reist ook regelmatig af naar Maastricht. Daar zit het Academisch Centrum voor Epileptologie, waar mensen met zware vormen van epilepsie geholpen kunnen worden. Ook die patiëntengroep wordt soms onderzocht, maar deze mensen kunnen niet zomaar verplaatst worden. De benodigde gegevens worden met behulp van mri-scans afgelezen, meegenomen naar Kempenhaeghe of de TU/e en daar geanalyseerd.

Steeds beter in staat om het brein te 'lezen'

Aldenkamp praat gepassioneerd over het menselijk brein, waar de wetenschap steeds beter vat op krijgt, maar dat tegelijk nog zoveel geheimen herbergt. "Als je iets wilt doen aan de ongemakken van veroudering, moet je eerst weten wat er allemaal in dat brein gebeurt in die latere levensfase. En vooral hoe en waardoor bepaalde ziektes ontstaan. Gelukkig zijn we door al die verbeterde technieken die onder meer hier ontwikkeld zijn, steeds beter in staat om ons brein te 'lezen'. Zo hebben we bijvoorbeeld geleerd dat epilepsie een netwerkaandoening is en geen vocale, zoals we ooit dachten. Op grond van die oude overtuiging dienden we de patiënt pilletjes toe, wat vaak totaal niet hielp. Nu passen we neurostimulatie toe, om de klachten aan te pakken. We hebben dus geleerd dat het brein trainbaar en beïnvloedbaar is en hebben veel beter zicht gekregen op aandoeningen die we lang verkeerd begrepen."

Een van de meest tot de verbeelding sprekende voorbeelden van de samenwerking tussen de TU/e en het expertisecentrum, is die waarbij TU/e-robot Nao 'praatjes aanknoopt' met kinderen met autisme, die op Kempenhaeghe verblijven (zie foto). De robot bleek door zijn sterk versimpelde imitatie van de mens in staat om contact te leggen met de kinderen en hen zelfs sociale vaardigheden bij te kunnen brengen. Hoewel dit onderzoek in de kinderschoenen staat en momenteel op een lager pitje op Kempenhaeghe wordt ingezet, heeft TU/e-onderzoekster dr.ir. Emilia Barakova van de faculteit Industrial Design er hoge verwachtingen van.

De TU/e-faculteiten Industrial Design en Electrical Engineering ontwikkelden samen met Kempenhaeghe een techniek waarmee bij zware-epilepsiepatiënten het zieke deel in de hersenen opgespoord en weggehaald kan worden. Dezelfde faculteiten ontwikkelden bewakingsapparatuur die waarschuwt bij aanvallen van deze categorie epilepsiepatiënten.

Ook op het gebied van slaapstoornissen trekken de TU/e en Kempenhaeghe samen op. Ze ontwikkelen sensoren die signalen kunnen lezen die optreden bij mensen met slaapproblemen. Een nog veel grotere uitdaging vormt de ontwikkeling van apparatuur waarmee verschillende signalen (oogbewegingen, hartritme, ademhaling) tegelijk gelezen kunnen worden. Vier faculteiten van de TU/e werken hieraan mee, te weten Electrical Engineering, Technische Natuurkunde, Biomedische Technologie en Industrial Design.

Samenwerking tussen de TU/e en Kempenhaeghe

Eind jaren '80: Beide instituten ontwikkelen gezamenlijk hersenfilms bij slaap- en waakonderzoek.

Begin 2000: De TU/e en Kempenhaeghe bedenken een instrument waarmee aanvallen van epilepsiepatiënten gelezen kunnen worden. Dit leidt onder meer tot gezamenlijke wetenschappelijke publicaties over methodes waarmee hartritme en EEG's geanalyseerd worden.

2008: Eerste promotie over het onderscheid tussen epileptische en 'normale' bewegingen. 2011: Ondertekening officiële samenwerkingsovereenkomst Kempenhaeghe met TU/e. Onderzoek staat onder leiding van prof.dr. Paul Boon, directeur Onderzoek en Ontwikkeling van Kempenhaeghe, en prof.dr.ir. Jan Bergmans van de TU/e.
Enkele tientallen studenten zijn bij de verschillende onderzoeken en de samenwerking betrokken. De faculteiten Technische Natuurkunde, Biomedische Technologie, Industrial Design en Electrical Engineering hebben zich bij de samenwerking aangesloten.

Kruisbenoemingen: Johan Arends: klinisch neurofysioloog en epileptoloog van Kempenhaeghe, is aangesteld als deeltijd hoogleraar aan de faculteit Electrical Engineering. Dr.ir. Pierre Cluitmans maakte juist een omgekeerde beweging en breidde zijn taken als universitair hoofddocent van de faculteit Electrical Engineering in deeltijd uit door op Kempenhaeghe als senior-onderzoeker aan de slag te gaan. TU/e-wetenschappers van bovengenoemde faculteiten zijn inmiddels benoemd tot de wetenschappelijke raad van Kempenhaeghe.

Met ingang van volgend studiejaar wordt aan de TU/e een nieuw bachelorvak geïntroduceerd: Neuro-engineering.

Oogst: Er zijn gezamenlijke projecten en programma's opgezet. Deze hebben geleid tot een fors aantal wetenschappelijke publicaties en innovatieve prototypes.

Deel dit artikel