Het piept, bromt, fluit en ruist. Tinnitus houdt twee miljoen Nederlanders in zijn greep en drijft velen daarvan tot wanhoop. Het geluid maskeren, cognitieve gedragstherapie en zelfs gehoorimplantaten – het helpt allemaal maar weinig. Maar nu hebben wetenschappers van verschillende disciplines de handen ineengeslagen. Kunnen we met crowdscience en bio-elektronica tinnitus het zwijgen opleggen?
Nergens echt en toch overal, en alles overheersend. Tinnitus dus. Volgens de laatste klinische inzichten is tinnitus het gevolg van neuronen in het brein die niet de door hen verwachte informatie krijgen en dan maar spontaan signalen gaan afvuren. Bovendien doet er een heel netwerk aan neuronen aan mee dat zich over meerdere delen van de hersenen uitspreidt. Ingewikkelde materie die Dirk de Ridder, hoogleraar neurochirurgie en tinnitus-autoriteit, tot in de puntjes beheerst. En waar hij jullie in dit Health College graag over bijpraat.
Een vonkje hoop
Beter inzicht in tinnitus is natuurlijk nog maar het halve verhaal. We willen ook dat er een betere behandeling voor komt. Dat kán, met bio-elektronica. In tegenstelling tot traditionele medicijnen kun je daarmee heel gericht en actief op de signalering van neuronen ingrijpen. En tegelijk ook luisteren hoe de hersenen daarop reageren. Hoogleraar Bio-elektronica Wouter Serdijn vertelt over het meest vernuftige neurostimulatie-apparaat ter wereld dat vanaf januari 2024 klinisch getest wordt. ‘Deze technologie biedt tegelijk geluiden en kleine elektrische prikkels aan de hersens aan, waardoor ze leren om de piep of brom te doen verdwijnen.’
TinnitusHouse
En dan zijn er nog de twee miljoen Nederlanders met tinnitus. Misschien ben jijen er een van. Joop van Gent vertelt over het project TinnitusHouse, waarin crowdscience – het vergelijken van eigenschappen van duizenden patiënten – hèt verschil kan maken; voor jezelf, voor anderen, en als wegwijzer voor verder onderzoek naar een effectieve behandeling van tinnitus.
Eén iemand van de twee miljoen die deze avond in ieder geval zijn stem laat horen is Robbert Henk Reijenga, gitarist en zanger van The Raspers.
Dus wil je helemaal op de hoogte zijn van de laatste stand van de medische wetenschap, van TinnitusHouse, van vernuftige neurostimulatie en misschien wel de eerste daarmee behaalde klinische resultaten? Kom dan naar het Health College “Oorverdovende stilte; tinnitus begrijpen en verlichten”.
Het DHI Health College “Oorverdovende stilte; tinnitus begrijpen en verlichten” vindt op 6 februari om 19:30 uur plaats in de aula van de TU Delft. Uw gastvrouw deze avond is Lotte Leufkens.
Tiago Costa from Delft University of Technology explores the potential of neuroimaging techniques, specifically non-invasive electroencephalography (EEG), in detecting biomarkers for depression
Major Depressive Disorder (MDD) is a prevalent and complex mental disorder posing significant challenges to both individuals and societies worldwide. An early and accurate diagnosis of depression is essential for effective treatment and management. In recent years, advancements in neuroimaging techniques have opened new avenues for identifying biomarkers that could aid in the diagnosis and understanding of depression.
Among these techniques, non-invasive electroencephalography (EEG) has gained attention in the last decade for its potential to detect depression biomarkers. While there is significant heterogeneity in terms of methodologies, sample sizes, and research objectives, several consistent patterns and findings emerge.
EEG is a non-invasive neuroimaging technique that measures the electrical activity of the brain. By placing electrodes on the scalp, EEG records the collective firing of neurons, producing a series of wave patterns that reflect brain function and cognitive processes. It is widely used in clinical settings to diagnose conditions like epilepsy, monitor brain activity during surgeries, and assess brain health.
Additionally, EEG aids in understanding sleep patterns, cognitive states, and neurological disorders. Its real-time monitoring capability makes it valuable in researching brain dynamics, neural connectivity, and mental states, offering insights into the intricate workings of the human brain.
EEG signals as biomarkers for depression
Among the most prominent EEG biomarkers associated with depression are abnormalities in alpha wave activity. (1) Alpha waves (8-13 Hz) are linked to a state of relaxed wakefulness and sensory processing inhibition. Individuals with depression often exhibit reduced alpha power in resting-state EEG recordings, particularly over frontal brain regions. This reduction in alpha power has been correlated with cognitive deficits and challenges in emotion regulation. The power ratio of different frequency bands has also garnered attention as a potential biomarker for depression.
For example, the Alpha/Beta ratio was recently shown to decrease in individuals with depression when compared with healthy individuals. (2) EEG studies have also uncovered frontal asymmetry patterns that could serve as biomarkers for depression. (3) Greater relative right frontal activation and diminished left frontal activation have been associated with negative affect and depressive symptoms. Frontal asymmetry has been proposed as an indicator of emotional processing biases in depression, shedding light on the neural underpinnings of mood disorders.
Event-related potentials (ERP), which are distinct EEG responses triggered by specific events or stimuli, have also been explored as a biomarker for depression. (4) The P300 component, an ERP associated with cognitive processing and attention allocation, has consistently shown reduced amplitude in depression. This reduction in P300 amplitude points toward deficits in cognitive resource allocation and attention, which are often observed in individuals with depression.
Finally, the study of functional connectivity networks using EEG has revealed alterations in depression. (4) The default mode network (DMN), responsible for self-referential thinking, frequently displays hyperconnectivity in depression. Conversely, connectivity between the DMN and executive control networks is diminished, highlighting disrupted communication between brain regions associated with self-regulation and goal-directed behavior. (4)
A critical look at recent findings
Despite the progress made in identifying depression biomarkers using non-invasive EEG, several methodological considerations emerge from the systematic mapping. The diversity in participant characteristics, such as age, gender, and comorbidities across studies, can impact the generalizability of findings.
Future research should strive for more homogeneous samples to enhance the reliability of results. Similarly, the variation in EEG recording protocols and data preprocessing techniques can introduce inconsistencies. Standardizing these procedures across studies would enhance the comparability and reliability of results. Furthermore, most studies reviewed here employed cross-sectional designs, limiting insights into the dynamic changes of EEG biomarkers over time. Longitudinal studies are crucial for understanding the progression of depression and its neural correlates.
Biomarkers for depression: Implications and future directions
The systematic mapping of studies using non-invasive EEG to detect depression biomarkers underscores the potential of this technique in advancing our understanding of depression’s neurobiological underpinnings. The consistent alterations observed in frequency domain analysis, ERPs, and connectivity patterns provide valuable insights into the neural dysregulation associated with depression. Additionally, the emergence of machine learning approaches holds promise for creating objective and accurate diagnostic tools.
However, this mapping also highlights the need for rigorous methodological standards in the field. Establishing standardized protocols for EEG recording, preprocessing, and analysis will enhance the comparability of findings across studies. Furthermore, the integration of longitudinal designs and multi-modal imaging techniques could offer a more comprehensive view of the temporal dynamics and complexity of depression-related neural changes.
The use of EEG signals as a biomarker detection may also provide in the future the means to develop a closed-loop therapy for the treatment of depression. Brain stimulation has been explored as a potential treatment for several symptoms of depression.
However, brain stimulation is usually performed without relying on the information that specific brain signals of patients show at any given moment in time.
Hence, by coupling EEG recordings with a brain stimulation modality, such as focused ultrasound, a minimally- invasive personalized therapy for depression may provide better outcomes for depression patients. The UPSIDE project is an EU-funded initiative striving to achieve this goal, for which updates can be found on the project website.
This project has received funding from the European Union’s HORIZON 2020 Research and Innovation programme under the Grant Agreement no. 101070931.
References
Newson, J. J. and T. C. Thiagarajan (2019). “EEG Frequency Bands in Psychiatric Disorders: A Review of Resting State Studies.” Frontiers in Human Neuroscience 12.
Chang, J. and Y. Choi (2023). “Depression diagnosis based on electroencephalography power ratios.” Brain and Behavior 13(8).
Kaiser, A. K., M.-T. Gnjezda, S. Knasmüller and W. Aichhorn (2018). “Electroencephalogram alpha asymmetry in patients with depressive disorders: current perspectives.” Neuropsychiatric Disease and Treatment Volume 14: 1493-1504.
de Aguiar Neto, F. S. and J. L. G. Rosa (2019). “Depression biomarkers using non-invasive EEG: A review.” Neuroscience & Biobehavioral Reviews 105: 83-93.
Een constante piep of ruis in je oren – om gek van te worden. Toch is er geen genezing voor mensen met tinnitus. Nog niet, want elektrotechnisch ingenieur Wouter Serdijn (TU Delft) laat het er niet bij zitten. Hij werkt aan een apparaatje dat tinnitus moet verhelpen. Hoe? Dat hoor je in deze aflevering van de podcast van de Universiteit van Nederland.
Cyborgs, vliegtuigen of robotarmen besturen met slechts je gedachten. Het klinkt als sciencefiction. Maar met een rechtstreekse verbinding tussen je hersenen en een computer is het mogelijk. Wat kunnen we al? En wat kunnen we (nog) niet?
Dank voor uw email. Een moeilijke zaak rondom de nalatenschap van Johan Boswinkel. Uit mijn eigen interactie met trainers/behandelaars die behandelingen zoals bioresonantietherapie, biofotonentherapie en vergelijkbare hulp aanbieden weet ik dat een gesprek vaak moeizaam is. Wetenschappelijke argumenten worden vaak simpelweg afgedaan als een mening en beide partijen raken nog wel eens verward in spraak- en begripsverwarringen. Ik vermoed dat <naam verwijderd i.v.m. privacy> niet erg ontvankelijk zal zijn voor wetenschappelijke argumenten. Maar toch wil een poging doen om de tekortkomingen van de Chiren wetenschappelijk nader toe te lichten.
Biofotonen bestaan. Ze ontstaan door ‘biofoton-emissie’, een fenomeen dat algemeen voorkomt in de levende natuur (planten, dieren, mensen). Het zijn uiterst zwakke elektromagnetische golven, soms in de vorm van licht, vandaar de naam fotonen, die ontstaan wanneer een atoom ‘terugkeert van zijn aangeslagen toestand naar de grondtoestand’. Ze zijn moeilijk te detecteren, want het zijn er heel weinig en ze bewegen zich niet of nauwelijks door het lichaam heen, en vallen zeker niet met consumenten-elektronica zoals de Chiren te meten. Vergelijk het een beetje met de ‘large-hadron collider’ (LHC) van het Cern in Zwitserland (https://home.web.cern.ch/science/accelerators/large-hadron-collider). Daar bestaat ook geen huis-, tuin- en keuken-versie van.
Biofotonen kunnen zeker niet gemeten worden met bio-impedantie, zoals de Chiren beoogt. Dit is een onjuist meetprincipe. Vergelijk het met dat je de hoogte van iets wil meten met een thermometer.
Bio-impedantie bestaat. Het is de mate waarin elektrische geleiding van stroompjes plaatsvindt in het lichaam (of in planten, organen, weefsels) en wordt beinvloed door de bouw, positie/houding en samenstelling van het lichaam. Om deze reden wordt het gebruikt in elektronische weegschalen om informatie te vinden over hoeveel vet- en spier-weefsel zich in het lichaam bevindt. Zelfs dit lukt maar gedeeltelijk. Doordat als gevolg van de ademhaling en de hartslag het lichaam iets qua vorm verandert, verandert ook de bio-impedantie en kan dus met behulp van bio-impedantie wel goed de hartslag en de ademhaling gemeten worden. Belangrijk is dat bio-impedantie dus de samenstelling van een lichaam probeert te meten en niet de juiste werking of de mate van gezondheid ervan.
In het lichaam zitten elektrisch actieve cellen: het hart, spiercellen en zenuwcellen. Alle andere cellen (bijvoorbeeld kanker- en bloed-cellen) zijn niet elektrisch actief.
Frequenties spelen geen rol in het lichaam. Het idee van het meten van frequenties (resonanties) en daarvan alleen de juiste weer (omgekeerd) terug te geven aan het lichaam is onjuist. De enige twee organen die enigszins gevoelig zijn voor frequenties zijn het slakkenhuis, onderdeel van ons binnenoor, en het netvlies, onderdeel van ons oog; verschillende kleuren zijn ook verschillende frequenties. Deze frequenties worden weliswaar gehoord of gezien, maar niet als frequenties doorgegeven aan onze hersenen. Ons lichaam is in belangrijke mate ‘asynchroon’, het tegenovergestelde van frequentie-gestuurd. Mogelijk is er wel een zekere regelmaat, denk aan het dag- en nachtritme, de ademhaling, de hartslag, de menstruatiecyclus, maar deze zijn niet constant. Er is dus geen sprake van een (herhalings-) frequentie. Er bestaan ook geen ‘omgekeerde frequenties’. Er bestaan ook geen ‘juiste frequenties’.
Omdat frequenties in het lichaam geen rol spelen, is het lichaam dus ook niet beinvloedbaar door ‘het teruggeven van de frequenties’. Ik ben zelf goed bekend met neuromodulatie, het beinvloeden van de elektrische activiteit van elektrisch actieve cellen, maar zelfs daar spelen frequenties geen rol, dus zeker geen genezende rol.
Er kunnen aan het lichaam geen ‘frequenties’ worden teruggegeven door middel van licht. Het zichtbare licht van de Chiren is vermoedelijk gebruikt voor het aardige visuele effect en draagt daarbij mogelijk bij aan een welkom placebo-effect, maar licht dringt nauwelijks in de huid door. Dit gaat nog het beste met infrarood licht, maar zelfs daar kom je niet verder mee dan 1 a 1,5 centimeter. Cellen reageren niet op licht. Cellen reageren wel op warmte, welke kan ontstaan als licht wordt geabsorbeerd. Warmte kan invloed uitoefenen op de stofwisseling van de cellen. Meestal gedijen cellen het beste bij een temperatuur van 37 graden celsius. Meer niet.
Ik heb in de database van medisch-wetenschappelijk artikelen (PubMed, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/) gezocht naar artikelen die bioresonantie beschrijven. Opvallend is dat er geen enkele een systematisch overzicht van bioresonantie geeft. Ik vond 2 artikelen in het Russisch; 2 in het Pools en 1 in het Tsjechisch. Deze kan ik niet lezen. De overige artikelen, waarvan enkele (vertaalde) citaten hieronder, geven geen rooskleurig beeld.
1 artikel (Schäfer T. Complementary and alternative medicine (CAM) and atopic eczema. Allergol Select. 2017 Aug 4;1(1):44-52. doi: 10.5414/ALX01287E. PMID: 30402601; PMCID: PMC6039990) meldt dat “een enkele studie die gebruik maakte van bioresonantie geen enkel voordeel bood te opzichte van een controle-studie”.
1 artikel (Jalan S, Anjankar A, Deshpande S. Effective Treatment of Diabetes Mellitus by Resonance Medicine. Cureus. 2022 Sep 24;14(9):e29535. doi: 10.7759/cureus.29535. PMID: 36312660) meldt alleen dat “bio-resonantietherapie gebruikt wordt voor het detecteren van ziekten en ontwikkeld was door de Duitse onderzoekers R. Foll, F. Werner, and H. W. Shimmel”. Afgezien van de typfout in de naam van de laatste auteur waren de erin opgenomen referenties onjuist en was het artikel niet gereviewd alvorens tot publicatie over te gaan.
1 artikel (Mornstein V, Beneš J, Mrozek Z, Svačina Š. Alternativní léčebné metody kolem nás [Alternative healing methods around us]. Cas Lek Cesk. 2016 Fall;155(5):267-273. Czech. PMID: 27696888) beschrijft dat “de methoden die het meest verspreid zijn in Tsjechie, waaronder de zogenoemde op bioresonantie-gebaseerde methoden aan elementaire kritieken onderworpen zijn (…) en dat hun gebruik als placebo overwogen zou kunnen worden.”
1 artikel (Friese KH. Alternative Behandlungsverfahren in der HNO-Heilkunde [Alternative treatment methods in ENT]. HNO. 1997 Aug;45(8):593-607. German. doi: 10.1007/s001060050134. PMID: 9378666) schrijft dat “bioresonantie-therapie beweert natuurkundige eigenschappen te bezitten die door natuurkundigen worden betwist. De verschillende apparaten die voor veel geld te koop zijn zijn in wezen primitieve ampèremeters.” En “Zolang het niet duidelijk is waarmee de methode precies werkt moet men haar niet gebruiken. Als de methode echter wordt gebruikt, dan moeten de apparaten beslist van een bedrijf gekocht worden dat zeker niet met scientologen samenwerkt”.
1 artikel (Kemp AS. Cost of illness of atopic dermatitis in children: a societal perspective. Pharmacoeconomics. 2003;21(2):105-13. doi: 10.2165/00019053-200321020-00003. PMID: 12515572) schrijft: “Er worden veel interventies gebruikt bij de behandeling van atopische dermatitis bij kinderen, waarbij niet alleen artsen betrokken zijn, maar ook verpleegkundigen, apothekers, diëtisten, psychologen en leveranciers van zogenaamde alternatieve therapieën zoals natuurgeneeskunde, aromatherapie en bioresonantie, die allemaal bijdragen aan de financiële lasten op de ouders en de gemeenschap. Het is mogelijk dat passende interventies gericht op het verminderen van triggerfactoren waardevolle besparingen kunnen opleveren, hoewel het kostenvoordeel van deze maatregelen niet is aangetoond.”
1 artikel (Oepen I. Unkonventionelle diagnostische und therapeutische Methoden in der Umweltmedizin [Unconventional diagnostic and therapeutic methods in environmental medicine]. Gesundheitswesen. 1998 Jul;60(7):420-30. German. PMID: 9738351) schrijft: “Op het gebied van milieugeneeskunde worden – analoog aan andere gebieden zoals oncologie en chronische ziekten – niet alleen bewezen en goedgekeurde methoden aangeboden, maar ook onconventionele methoden, zonder bewijs van werkzaamheid. De toepassing van deze methoden heeft als mogelijk gevolg een verkeerde diagnose en wanpraktijken. Voorbeelden komen aan bod zoals Kirlian fotografie, elektroacupunctuur volgens Voll, bioresonantie-diagnose/therapie, kinesiologie, regulatietherapie volgens Rost, “klinische ecologie” volgens Runow met o.a. de provocatie/neutralisatie test, een vaccinatietherapie met E. coli en ten slotte elektrosmog als een milieu-noxa”.
1 artikel (Schäfer T. Epidemiology of complementary alternative medicine for asthma and allergy in Europe and Germany. Ann Allergy Asthma Immunol. 2004 Aug;93(2 Suppl 1):S5-10. doi: 10.1016/s1081-1206(10)61481-0. PMID: 15330007) schrijft: “Hoewel er een groter aantal verschillende complementaire alternatieve geneeswijzen (CAM) wordt aangeboden, zijn slechts een paar technieken verantwoordelijk voor het merendeel van het gebruik (bijv. Acupunctuur, homeopathie, kruidengeneeskunde, bioresonantie, autologe bloedinjectie). Het gebruik van CAM gaat gepaard met aanzienlijke kosten, die in Duitsland naar schatting oplopen tot 0,9 miljard euro (ongeveer 1 miljard US dollar). … Er moet rekening worden gehouden met nationale bijzonderheden met betrekking tot de individuele methoden, aanbieders of vergoedingen. De gevolgen voor de economie en de volksgezondheid moeten worden besproken in samenhang met het beperkte bewijs van werkzaamheid.”
1 artikel (Ernst E: Bioresonance, a Study of Pseudo-Scientific Language. 2004;11:171-173. doi: 10.1159/000079446) schrijft: “Duidelijke taal is een essentieel element voor effectieve communicatie. Aan de hand van het voorbeeld van bioresonantietherapie laat dit artikel zien hoe pseudowetenschappelijke taal kan worden gebruikt om belangrijke kwesties te vertroebelen. Dit kan gezien worden als een poging om onzin als wetenschap te presenteren. Omdat dit patiënten misleidt en dus hun gezondheid in gevaar kan brengen, moeten we manieren vinden om dit probleem te minimaliseren.”
En het laatste artikel (Lednyiczky, G., Nieberl, J. (1997). Biological Resonance and the State of the Organism. In: Mizrahi, A., Fulder, S., Sheinman, N. (eds) Potentiating Health and the Crisis of the Immune System. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-0059-3_23) ontving slechts 2 citaties/referenties in ruim 25 jaar. Dit is een teken dat de wetenschappelijke waarde zeer gering is.
Hebben we straks allemaal een computer in ons hoofd?
Cyborgs, vliegtuigen of robotarmen besturen met slechts je gedachten. Het klinkt als sciencefiction, maar een rechtstreekse verbinding tussen je brein en je computer is al mogelijk. Hoe werkt dat?
Wat zou jij doen als je met je gedachten een robotarm kon besturen?
Klein genot is grote stap
Voor patiënt en onderzoeker Jan Scheuermann van de University of Pittsburgh (VS) was het antwoord duidelijk: ze wilde zonder hulp van een ander een stuk chocolade eten. Misschien niet het eerste waar je aan denkt, maar voor de volledig verlamde Scheuermann was het een grote stap. Door een zenuwziekte kan ze alleen haar hoofd en nek nog bewegen. En nu dus ook een robotarm.
Stekker in je hoofd
Via een stekker uit de bovenkant van haar hoofd verbindt Scheuermann haar hersenen met een brain computer interface (bci). En ze bestuurt niet alleen een robotarm met haar gedachten, het is haar (in een simulator) ook gelukt een F-35 Joint Strike Fighter te besturen. De mogelijkheden van een directe verbinding tussen je hersenen en een computer lijken oneindig. Maar is dat ook zo? Wat kan een bci? Hoe werkt het?
Hack je hersenen
Met een bci hack je eigenlijk in het controlesysteem van je lijf. De signalen die je brein uitzendt, worden niet alleen opgepikt door je zenuwbanen, maar verdwijnen een computer in. Hoewel de verschillen tussen het zachte grijze orgaan in je hoofd en de harde metalen computer op je bureau groot lijken, lukt het ze toch om met elkaar in gesprek te gaan.
Hoe praten brein en computer met elkaar?
Hoe werkt een gesprek tussen computer en brein? ‘Het lichaam is verrassend elektrisch, met name het zenuwstelsel’, vertelt Wouter Serdijn, hoogleraar bioelektronica aan de Technische Universiteit Delft. ‘En van die elektriciteit maakt een brain computer interface dankbaar gebruik.’ Net als je zenuwbanen werkt een computer ook op elektrische impulsen. Een bci verbindt de elektriciteit van het zenuwstelsel met een computer. Om dat voor elkaar te krijgen, bestaat iedere bci uit vergelijkbare onderdelen.
Drie onderdelen van breinchip
‘Allereerst heb je minimaal twee elektrodes nodig’, legt Serdijn uit. Dit zijn de kleine geleidende oppervlaktes die de elektrische impulsen van de zenuwbanen opvangen. ‘Deze leg je zo dicht mogelijk bij de zenuw of het hersengebied dat je wilt meten of beïnvloeden.’ Vanuit de elektrodes lopen lange dunne snoertjes naar een kastje, de microversterker. Die zet de zwakke zenuwstroompjes om naar sterkere signalen die een computer kan oppikken.
Chip verbetert kwaliteit van leven
Wat doet de computer vervolgens met de opgevangen signalen? Dat verschilt per systeem, maar zoals Scheuermann een robotarm aanstuurt, kan een Nederlandse vrouw, Hanneke, met haar gedachten typen. Zij heeft ALS (amyotrofische laterale sclerose), een ziekte waarbij ze steeds meer spierfunctie verliest, waaronder uiteindelijk haar spraak. ‘Een van de belangrijkste factoren voor het verlies van kwaliteit van leven voor patiënten met deze ziekte is het verdwijnen van hun spraak. Door ze met een bci weer communicatiemogelijkheden te geven, verbeter je hun levenskwaliteit’, zegt Nick Ramsey, hoogleraar cognitieve neurowetenschappen van het UMC Utrecht.
Tergend langzaam typen
Daarom implanteerde hij bij Hanneke in 2016 vier elektrodes op de motorische hersenschors, de buitenste laag van het brein dat de motoriek van de hand aanstuurt. Ramsey: ‘Als zij zich voorstelt dat zij haar hand beweegt, pikken de elektroden die signalen op.’ Een kleine antenne buiten haar huid stuurt de signalen naar een tablet. Die vertaalt ze naar een muisklik op een computerscherm. Het is nog niet mogelijk met Hannekes gedachten de cursor te laten bewegen, dus hij loopt langzaam de rijen van een toetsenbord langs. Juiste rij? Muisklik. De cursor verspringt. Nu loopt hij langzaam de letters van de rij langs. Juiste letter? Muisklik. Zo spelt ze woorden, met twee letters per minuut. Toegegeven, je typexamen zou je er niet mee halen, maar voor patiënten die op geen enkele andere manier kunnen communiceren, is dit een grote stap.
Neurotechnology researchers have made significant strides in understanding the workings of the brain, but there is still much to learn and to integrate. As patients and clinicians live in a world with changing needs and moving parts, focusing on only one technique or one type of technology has limits. The usefulness of implants has been limited by their interoperability: a person with an implant may be able to communicate, move, or sense far more easily than they could without the implant. Yet implants may scatter light and therefore not be suitable for use in emerging optogenetics applications, which need light to change neural activity. Implants may create artifacts in MRIs, which could prevent clinicians from being able to detect neural dysfunctions. Further, implants must conduct electricity if they need to stimulate and measure from the implanted tissue. Thus, a key challenge in bioelectronic medicine is the integration of solutions for maximal compatibility.
In their paper “Multilayer CVD graphene electrodes using a transfer-free process for the next generation of optically transparent and MRI-compatible neural interfaces,” a team in the Bioelectronics Group at Delft University of Technology described their innovations in building a foundational piece of a multimodal platform. They developed electrodes that are electrically conductive, optically transparent, and MRI-compatible. Graphene, a material that is grown via chemical vapor deposition processes and can be sandwiched between transparent biocompatible polymers, is a suitable candidate for such electrodes. However, the high graphene growth temperature and the presence of polymers have made fabrication difficult, and the manual transfer process of pre-grown graphene sheets has led to reliability issues.
To solve this problem, the team fabricated the chemical vapor deposition-based multilayer graphene electrodes using a wafer-scale transfer-free process, which was specifically designed for use in optically transparent and MRI-compatible neural interfaces. These graphene electrodes exhibited very low impedances, comparable to those of noble metal electrodes of the same size and geometry. The electrodes also exhibited the highest charge storage capacity reported to date among all previously fabricated CVD graphene electrodes.
According to Vasso Giagka, PI of this study, “These electrodes can be mass fabricated and the transfer-free process we introduce here makes the whole process more robust and scale-able. In the future, this process will allow us to introduce further local modifications towards more intelligent implants. The multi-layer nature of our graphene leads to a significant increase in their charge storage capacity compared to their monolayer counterparts, an important property for neurostimulating electrodes.”
The researchers found that their graphene electrodes did not reveal any photo-induced artifact during 10-Hz light pulse illumination. In addition, they demonstrated for the first time that CVD graphene electrodes do not cause image artifacts in a 3 Tesla MRI scanner, so has potential for use in functional neuroimaging to better understand what is happening with the brain both at the area immediately surrounding the implant and in the broader networks of the nervous system. These results demonstrate that multilayer graphene electrodes are excellent candidates for the next generation of neural interfaces and can substitute the standard conventional metal electrodes.
Even beyond their optical properties, the advantages of these graphene electrodes are clear. They enable multimodal neural recording, electrical and optogenetic stimulation, while allowing for optical imaging, as well as artifact-free MRI studies. The low impedance and high charge storage capacity of these electrodes means that they are highly sensitive, allowing for more precise neural recording.
Said Giagka, “Graphene and its derivatives can be modified to fulfill several of these functionalities on a single implant.”
The development of CVD-based multilayer graphene electrodes is useful both as a neuroscience research tool and for the field of bioelectronic medicine. If further developed for wireless powering and further suitability for long-term use, these electrodes may enhance our understanding of the body, enabling new therapies for neurological disorders. The ability to use a single electrode for multiple applications, while maintaining sensitivity and avoiding image artifacts, is not just a step forward with one mode, but a leap forward as a more integrated multimodal solution.
Door Mariëtte van Haren op: https://radarplus.nl/oorsuizen-tinnitus/
Veel mensen hebben last van een continu geluid in hun hoofd. Tinnitus heet dat. Omdat er eigenlijk nog te weinig bekend is over de oorzaken, loopt er een wereldwijd onderzoek onder de noemer ‘Tinnitus House’. De hoop is dat er uiteindelijk een remedie wordt gevonden.
Tinnitus wordt ook wel oorsuizen genoemd. Al is die laatste omschrijving een understatement, want de geluiden die sommige mensen horen zijn vergelijkbaar met een vrachttrein die door je hoofd raast. Tinnitus hoor je in een stille ruimte, maar ook met oordoppen op. Dan lijkt het alsof er toch geluid is, maar die waarneming komt van binnenuit. Die geluiden heb je in alle vormen: van zacht tot hard, van hoog tot laag, van continu tot af en toe, in één oor of in beide oren.
Eén op de drie volwassenen ervaart in het dagelijks leven wel eens een duidelijke toon in een oor gedurende een aantal seconden. Ook de zogeheten ‘disco-tinnitus’ is je wellicht bekend: als je oren een tijdlang zijn blootgesteld aan veel lawaai, is er eenmaal in de stilte een ruis of fluittoon te horen in je oren. Uiteindelijk komt hierna gelukkig bij de meeste mensen het gehoorsysteem weer tot rust en dan verdwijnen de geluiden. Echter, veel blootstelling aan harde geluiden kan ertoe leiden dat de ruis of fluittoon permanent te horen blijft.
Overgevoeligheid voor geluid
Heb je last van een van onderstaande vormen van overgevoeligheid voor geluid? Dan kun je ook last hebben van tinnitus.
Misofonie. Extreme hekel aan specifieke geluiden, zoals bijvoorbeeld blaffende honden of smakgeluiden.
Hyperacusis. Mensen die hieraan lijden zijn overgevoelig voor vaak hoge harde geluiden die als onaangenaam en pijnlijk worden ervaren. Denk aan gillende kinderen, of een alarm dat afgaat.
Phonofobie: Hardnekkige, abnormale en niet-realistische angst voor geluid. Deze mensen zijn bang dat normale geluiden hun gehoor beschadigen
Tinnitus is zelden te behandelen
Wat iemand met tinnitus dus hoort, zijn schijngeluiden. Die ontstaan doordat het gehoororgaan of de zenuwbanen – zonder dat er geluiden zijn – signalen doorgeven die in de hersenen de betekenis ‘geluid’ krijgen. Waardoor ontstaat zoiets?
Beschadigingen in het laatste gedeelte van het gehoororgaan of veranderingen in de zenuwbanen of hersenen kunnen een oorzaak zijn.
Ook spiertjes rond het oor die zich samentrekken of problemen in het middenoor kunnen voor tinnitusklachten zorgen.
Andere mogelijke oorzaken zijn afwijkingen aan de bloedvaten in het hoofd en een hoge bloeddruk, die een kloppend of tikkend geluid in het ritme van de hartslag veroorzaken
Tinnitus Retraining Therapy (TRT)
Tinnitus Retraining Therapy (TRT) is één van de weinige wetenschappelijk onderbouwde therapieën voor tinnitus en overgevoeligheid voor geluid. Je leert het hinderlijke geluid van het oorsuizen naar de achtergrond te drukken door het als een normaal geluid te beschouwen waarmee gewoon te leven is. Het maakt gebruik van het feit dat je hersenen ook in staat zijn om bijvoorbeeld het zoemende geluid van een koelkast te negeren.
Naast de irritante geluiden hoort bij tinnitus ook vaak gehoorverlies. En nog vervelender: tinnitus is helaas zelden te behandelen met geneesmiddelen of een medische ingreep. Klachten kunnen wel wat worden verminderd door de aandacht voor de geluiden in het hoofd te verplaatsen naar bijvoorbeeld andere geluiden.
Hoortoestel met tinnitusmaskering
Er zijn hoortoestellen op de markt die een ruis of andere prettige geluiden genereren, zoals bijvoorbeeld geruis van de zee. Heb je behalve tinnitus ook last van behoorlijk gehoorverlies boven een bepaalde waarde (de audicien kan dit meten), dan kan dit een uitkomst zijn. Een nadeel van de maskering, is dat je hierdoor niet went aan je eigen tinnitusgeluid.
Wereldwijd tinnitusonderzoek
Omdat er eigenlijk nog te weinig bekend is over tinnitus is er een wereldwijd onderzoek gestart onder de noemer ‘Tinnitus House’. Dit onderzoek wordt uitgevoerd door de Stichting BrainInnovations onder supervisie van de Technische Universiteit Delft in samenwerking met de Universiteit van Regensburg (Duitsland), Trinity College Dublin (Ierland) en de University of Otago (Nieuw-Zeeland) en mede gefinancierd door de Stichting TinnitusFree. Het doel is om het tinnitusonderzoek een nieuwe dimensie te geven door (big) data-analyse systematisch te testen met klinische trials.
Meewerken aan het onderzoek naar tinnitus?
Heb je last van tinnitus en wil je meewerken aan dit onderzoek? Op de site van Tinnitus House is meer informatie te vinden over tinnitus en over dit onderzoek. Ook kun je je daar abonneren op hun nieuwsbrief.
Met slechts één druppel bloed weten of je lichaam is geïnfecteerd met ziekmakende bacteriën of aandoeningen zoals Lyme of Pfeiffer. Dat is de belofte van Herstart je Gezondheid. De alternatieve praktijk presenteert na de uitslag van je bloedtest direct een behandelplan met een kostenplaatje van honderden euro’s. Maar hoe betrouwbaar zijn de resultaten van deze bloedtesten?
De redactie van Radar ontving meerdere (anonieme) klachten over de therapieën van Herstart je Gezondheid, een praktijk die behandelingen biedt tegen onder andere vermoeidheid, depressies en de ziekte van lyme. En dit alles begint met slechts één druppel bloed.
Op dezelfde dag heeft Radar twee vestigingen van Herstart je Gezondheid bezocht voor een zogenaamde ‘Bio Energetische Bloedtest’. Door slechts één druppel zouden ze kunnen vaststellen of er sprake is van de ziekte van Lyme, Pfeiffer of andere aandoeningen of ziektes. Deze factoren worden allemaal uitgedrukt in percentages.
Bloedtest uitslag 1
Uit de eerste uitslag blijkt dat onze medewerker, op een schaal van 0 tot 100 punten, maar liefst 73 punten heeft voor het Epstein-Barr-virus, dat ook wel bekend staat als de ziekte van Pfeiffer. Gelukkig is er nul sprake van de ziekte van Lyme. Wel scoren we maar liefst 54 punten op ‘Candida overbelasting’, volgens Herstart je Gezondheid zou deze score onder de tien moeten blijven. Gelukkig krijgen we meteen een behandelplan mee naar huis.
Bloedtest uitslag 2
Alvorens we beginnen met onze behandeling, gaan we langs bij de tweede locatie van Herstart je Gezondheid. En wat blijkt: uit de uitslag van het tweede bloedonderzoek blijkt dat we hier helemaal geen ziekte van Pfeiffer hebben, we scoren zelfs nul punten de schaal. We hebben wel een andere ziekte: borrelia, ook wel bekend als de ziekte van Lyme. Ook bij de tweede test is de score op ‘Candida overbelasting’ veel te hoog: 48 punten.
Eén druppel bloed
Twee compleet verschillende uitslagen bij dezelfde persoon op dezelfde dag, hoe kan dat? Klinisch chemicus Marc Elisen en arts-microbioloog Jean-Luc Murk zijn uitermate kritisch op de meetmethode van Herstart je Gezondheid: ‘Met de technieken die wij in de medische zorg gebruiken is het onmogelijk om dat allemaal uit een druppeltje bloed te halen’, aldus Elisen.
Candida overbelasting?
En dan is er nog die veel te hoge score ‘Candida overbelasting’. Wat is dat eigenlijk? ‘Candida is een gist, maar dat hoort niet in het bloed thuis. Als Candida in het bloed terechtkomt, is dat levensbedreigend. Daar moet je heel snel een goede behandeling voor krijgen. Dat gebeurt eigenlijk altijd in het ziekenhuis via een infuus. Als je dat niet doet, dan ben je binnen twee weken dood.’
Flink betalen voor een behandelingen
De uitslagen van onze bloedtest zijn niet mals. Een laag biofotonen-niveau, een veel te hoog percentage spin-inversie, Pfeiffer en/of Lyme en ook nog eens meerdere organen waarvan het energieniveau (veel) te laag is. Oprichter Kaj Alexander de Vries van ‘Herstart je Gezondheid’ laat ons heeft weten dat dit alles te genezen is door middel van zijn therapie. Voor acht complete behandelingen betaal je 1000 euro, oftewel 125 euro per behandeling. Wie een strippenkaart aanschaft betaalt ‘slechts’ 870 euro. Maar wat houdt zo’n behandeling in?
Onze (gratis) proefbehandeling bestaat uit drie onderdelen: spin-inversietherapie, biofotonentherapie en bioresonantietherapie. Spin-inversie zou het gedrag van de elektroden in de lichaamscellen veranderen. De biofotonentherapie zou onder meer het zelfgenezend vermogen van het lichaam herstellen door middel van een speciale lamp. Tenslotte zou bioresonantietherapie de organen en meridianen van het lichaam weer afstellen op de optimale resonantie. Dit gebeurt d.m.v. een speciale bioresonantie-mat.
Inhoud van de therapie rammelt
Volgens Wouter Serdijn, professor in de bio-elektronica, komt licht niet verder dan 1 cm in de huid. Dat betekent dat deze therapieën niet kunnen worden gebruikt om de organen te verbeteren. ‘Het licht kan daar gewoon niet bij. Het is wat mij betreft een mooi verpakt broodje aap verhaal.’
Naast de prijzige behandelingen is er nog een element waar geld aan wordt verdiend: de Orgonite Healing Disc. Een platte schijf die je thuis zou kunnen leggen en zou beschermen tegen de negatieve invloeden van straling. Volgens Wouter Serdijn, professor in de bio-elektronica, doet de disc helemaal niets. In een speciale ruimte test hij welke invloed de schijf heeft op de wifi-signalen binnen de ruimte. De conclusie van Wouter? Hij doet niets. Het kostenplaatje? 299 euro.
Altijd letten op de kleine lettertjes
Herstart je Gezondheid heeft het over de mogelijkheid om door hen gediagnosticeerde ziekten te genezen en biedt behandelingen aan, maar heeft in kleine letters een medisch disclaimer op hun website en in hun folders. Hierin wordt gesteld dat de informatie niet ter vervanging is van medische professionals en wordt vermeld dat ‘alle gestelde claims nog onvoldoende wetenschappelijk bewezen zijn’. Valt dit te rijmen met de adviezen die worden gegeven aan bezoekers van de kliniek? Nee, aldus Murk. ‘Ik vind het heel erg dat er misbruik wordt gemaakt van mensen die klachten hebben en beloftes worden gedaan die naar mijn idee niet waargemaakt kunnen worden’
In de uitzending van Radar van maandag 27 februari komt eigenaar De Vries langs om toelichting te geven.
Article in De Volkskrant, by Maarten Keulemans, d. Febr. 23, 2023. (shamelessly and automatically) translated and posted somewhere else by Mildred
X-rays of a Parkinson’s patient with electrodes in the brain. Image ANP / Science Photo Library
It could well mark the beginning of ‘a new paradigm in bioelectronics’, the researchers boast themselves. ‘For decades we have tried to make electronics that mimic biology. Now we let biology itself do the electronics for us,” said study leader Magnus Berggren of Linköping University in a media statement.
The scientists made a gel from various substances that, once injected into zebrafish, string together into electrically conductive threads in about ten minutes, under the influence of, among other things, sugars that occur naturally in the body. Ideal for, for example, exorcising certain brain diseases, stimulating nerves or eavesdropping on brain regions and organs, the Swedes think.
Small wounds
A fascinating way to reach vulnerable places in the body that cannot be reached with ordinary electrodes, also thinks bioelectronics professor Wouter Serdijn (TU Delft). After all, normal, stiff electrodes can cause wounds and cause small inflammations.
Serdijn also sees the limitations of the new technique: ‘It is important to realize that these electrodes are not insulated. So they make contact with every tissue with which they are connected. That leads to electrical losses and loss of resolution.’
Bioelectrodes are already being used in all kinds of areas in the body. A well-known application is deep brain stimulation. In addition, disorders such as Parkinson’s disease, epilepsy or Tourette’s syndrome are inhibited by administering electrical impulses to specific brain areas with electrodes inserted deep into the brain.
Incidentally, the new electrodes themselves ‘can’t do anything. ‘They are a kind of plugs, they only make electrical contact’, Serdijn observes. ‘For fully implantable electronics you also need transistors to amplify weak nerve signals and do calculations on them, to stimulate nerves or to be able to communicate wirelessly with the implant. And as far as I know nobody has grown transistors and certainly not circuits in tissue.’
brain paste
The Swedish team tested the electrodes in fish, medicinal leeches and in the loose muscles of mammals. The method promises to “blur the distinction between biological and technological or electronic materials and systems,” the group said in the journal Science.
But Serdijn would still like to temper that expectation. The point, he explains, is that brain cells and electronics work completely differently. It is not as simple as ‘just’ connecting them together. “These are two different worlds, which by nature don’t talk to each other. The technology should actually learn to speak the language of the brain more. And brain cells must become more receptive to what technology has to offer.’
In the US, Tesla boss Elon Musk founded the company Neuralink five years ago to connect brains with electronics, so far without success. ‘I once thought: it would be smarter to smear some kind of cerebral paste over your cerebral cortex and let it grow,’ Serdijn muses. ‘Then you have an extension that does speak the same language.’
In this weblog you can find the latest information on ongoing activities in and contributions by the Section Bioelectronics of Delft University of Technology. In this group we are working on Biosensors, Organs on Chip, Flexible Implants, Artificial Retinas, Spinal-Cord Implants, Medical Body-Area Networks, Energy Harvesting, Neurosensing Devices, Neurostimulators, Electroceuticals and Bioelectronic Medicines
De meningen ge-uit door medewerkers en studenten van de TU Delft en de commentaren die zijn gegeven reflecteren niet perse de mening(en) van de TU Delft. De TU Delft is dan ook niet verantwoordelijk voor de inhoud van hetgeen op de TU Delft weblogs zichtbaar is. Wel vindt de TU Delft het belangrijk - en ook waarde toevoegend - dat medewerkers en studenten op deze, door de TU Delft gefaciliteerde, omgeving hun mening kunnen geven.
This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish.AcceptRead More
Privacy & Cookies Policy
Privacy Overview
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may affect your browsing experience.
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.
Any cookies that may not be particularly necessary for the website to function and is used specifically to collect user personal data via analytics, ads, other embedded contents are termed as non-necessary cookies. It is mandatory to procure user consent prior to running these cookies on your website.
