Leven met een piep

Suizende oren door tinnitus

Het is de week van het oorsuizen. Hoe is het om met oorsuizen, ook bekend als tinnitus, door het leven te gaan? En hoe proberen onderzoekers de klachten van mensen met ernstige tinnitus te verminderen?

NEMO Kennislink, d. 5 februari 2024

Gepiep, gebrom of geroezemoes. Sommige mensen horen geluiden die niet afkomstig zijn uit de omgeving. Een fenomeen dat bekend staat als oorsuizen of tinnitus. Soms kan een microfoon in het oor het geluid oppikken – dan ligt er bijvoorbeeld een bloedvat vlakbij het binnenoor, en hoort iemand daardoor constant geruis. Maar bij de meerderheid van de mensen met tinnitus zijn de eigen hersenen verantwoordelijk voor het geluid. “Meestal niets om je zorgen over te maken”, licht psycholoog Rilana Cima toe. “Het is een teken dat je hersenen werken.”

Grote angst

Ongeveer één op de vijf mensen in Nederland heeft tinnitus. Bij een deel van hen – zo’n drie tot vijf procent van de bevolking – heeft oorsuizen een grote impact op het dagelijks leven. “Op basis van het type geluid en het volume is het verrassend genoeg niet mogelijk om te voorspellen of iemand hinder ervaart. Zo kan iemand die laagvliegende straaljagers hoort daar geen last van hebben, en iemand die zacht stromend water hoort wel.” Hoeveel hinder iemand ervaart, is volgens Cima afhankelijk van iemands persoonlijke omstandigheden en ervaringen. “Wanneer een geluid negatieve emoties oproept, zal je er eerder last van hebben.”

Mark* is musicus van beroep en hoort nu acht maanden lang een piep in zijn linkeroor. “Het is een hoge piep van ongeveer 6000 Hz. De ene keer is het strakke piep, de andere keer meer pulserend.” Als hij moe is, in een stille ruimte zit of juist veel in aanraking komt met muziek, komt daar een piep in zijn rechteroor bij.

Tijdens mijn opleiding is er geen aandacht besteed aan tinnitus — Muzikant Mark

Door zijn tinnitus is het moeilijk voor Mark om zijn werk te doen. “Muziek is iets waar ik mijn hele leven ontzettend veel voor heb opgeofferd, en nu is het een grote angst.” Bovendien komt tinnitus voor Mark, die rond de veertig is, op een lastig moment in zijn carrière. “Net nu ik op belangrijke plekken mag spelen en grote opdrachten krijg. Ik ben niet pas net begonnen, wat het gemakkelijk zou maken een carrièreswitch te maken. En ben ook niet al bijna met pensioen.”

Zonder gehoorbeschermers

Hoe tinnitus ontstaat is nog niet helemaal bekend. Wel zijn er enkele factoren die het risico op tinnitus kunnen verhogen. Zoals gehoorverlies, een hersenvlies- of oorontsteking, en akoestisch trauma. “Dit kan gaan om explosies of vuurwerk, maar ook om regelmatige blootstelling aan harde muziek”, vertelt Wouter Serdijn, die bij TU Delft werkt aan een apparaat om klachten van tinnitus in de toekomst te verminderen. “Het komt bijvoorbeeld vaak voor bij drummers en muzikanten die dicht bij de drummer staan.”

Mark probeert als musicus voorzichtig te zijn met zijn gehoor. “Als ik met apparaten werk, zorg ik altijd voor gehoorbeschermers.” Het ging waarschijnlijk mis bij het stemmen van orgels voorafgaand aan concerten. “Als organist zit je relatief ver van de geluidsbron, en gaat het meeste geluid over je heen. Maar bij het stemmen van het orgel zit je met je hoofd vlakbij de pijpen.” En dat stemmen deed hij jarenlang zonder gehoorbeschermers. “Het is een kleine klus, die in de chaos voor het concert nog even moet gebeuren. Bovendien heb je daar je gehoor voor nodig. Het is nooit in mij opgekomen om dat met gehoorbeschermers te doen.”

Achteraf gezien voelt het voor Mark alsof hij onder een steen heeft geleefd. “Maar tijdens mijn opleiding is er geen aandacht besteed aan tinnitus. En collega’s aan wie ik het verteld heb, zeiden zelf ook geen gehoorbeschermers te dragen bij het stemmen van een orgel. Dat doen ze nu wel.” Zeker in het begin had Mark moeite met het accepteren van zijn tinnitus. “Het is niet iemand anders geweest die bijvoorbeeld een vuurwerkbom naast mij heeft afgestoken. Ik heb dit zelf gedaan. Daar moet ik mee leren leven.”

Tinnitus komt veel voor onder muzikanten

Niet meer bedreigend

Er bestaat momenteel nog geen behandeling of therapie die tinnitus kan genezen. Wel zijn er manieren om klachten van tinnitus te verminderen. Bij het expertisecentrum tinnitus in Maastricht, waar Cima werkt, helpen ze mensen met ernstige tinnitusklachten met blootstellingstherapie. Het idee achter deze behandeling is vergelijkbaar met die van een spinnenfobie. Cima: “Dan plaats je mensen in een ruimte met spinnen. Wij gaan samen met iemand in een stille ruimte zitten om iemand te confronteren met tinnitus.”

In eerste instantie hebben mensen volgens Cima vaak een hevige lichamelijke stressreactie. Die verdwijnt gauw, omdat het lichaam doorheeft dat er geen gevaar is. “Het duurt altijd even voordat mensen ook in de thuissituatie geen stressreactie meer krijgen.” Daarom behandelen ze mensen voor twaalf weken, en houden ze sessies onder verschillende omstandigheden. “Sommige mensen hebben vooral klachten als ze stilzitten na inspanning, daarom houden we bijvoorbeeld ook sessies in de gymzaal.”

Blootstellingstherapie heeft volgens Cima bij vrijwel iedereen effect, mits diegene openstaat voor de therapie. “Soms is iemand te bang voor tinnitus, en zingt dan liedjes in zijn of haar hoofd of telt tot honderd om het geluid te vermijden. Dat is van buitenaf lastig te zien.” En in het ideale geval? “Dan vraag je bij een controleafspraak hoe het gaat met de tinnitus. En antwoordt iemand: ‘Nu je het zegt, hoor ik het zachtjes op de achtergrond.’ Dat komt dan doordat de hersenen het geluid niet meer als bedreigend bestempelen en het wegfilteren.”

Kwebbelende cellen

Onderzoekers werken daarnaast aan verschillende behandelingen en apparaten, die tinnitus in de toekomst moeten verminderen of zelfs genezen. Serdijn werkt aan zo’n apparaat, dat nog getest moet worden in zowel gezonde vrijwilligers als mensen met tinnitus. Ook hierbij is het uitgangspunt dat de hersenen geluid bij tinnitus verkeerd labelen. Het apparaat geeft geluid en elektrische signalen af aan het oor en zenuwen. “We proberen de hersenen vanaf de buitenkant van het hoofd te stimuleren. En hopen dat we met de juiste stimulatie op de juiste plek, de hersenen kunnen aanleren dat de tinnitus geen aandacht vereist en daardoor verdwijnt.”

Het apparaat heeft momenteel het formaat van een broodtrommel, met daaraan een koptelefoon. “We kunnen het in de toekomst verkleinen tot het formaat van een earbud.” In eerste instantie zal het apparaat worden getest in Nieuw-Zeeland. “Daar is het gemakkelijker om toestemming te krijgen om het apparaat te testen.” Mocht alles meezitten, dan duurt het volgens Serdijn nog jaren voordat het beschikbaar komt op de Nederlandse markt. En werkt het niet? “Dan moeten we terug naar de tekentafel, want dan klopt wat we nu denken te weten over tinnitus niet.”

Cima is voorlopig sceptisch over apparaten die tinnitus moeten genezen. “Tinnitus zit door het hele brein. Voordat we weten hoe tinnitus ontstaat, welke cellen betrokken zijn en hoe deze onderling communiceren, kun je er niet te veel van verwachten.” Serdijn ziet het duidelijk positiever in: “We weten al wel welke hersengebieden betrokken zijn, alleen nog niet hoe deze cellen met elkaar kwebbelen. Daarom gaan we zoeken naar de juiste manier om deze hersengebieden te stimuleren.” Voor Mark zijn dergelijke onderzoeken een bron van hoop. “Dat deze onderzoeken gedaan worden, betekent dat er redenen zijn om aan te nemen dat er een oplossing mogelijk is. En dat ik in de toekomst misschien van mijn tinnitus afkom.”

*Mark is een gefingeerde naam. Zijn volledige naam is bekend bij de redactie.

Is de oplossing voor piepende en suizende oren gevonden?

Interview met neurochirurg Dirk de Ridder en hoogleraar bioelektronica Wouter Serdijn van de TU Delft in het radioprogramma Met het Oog op Morgen van de NOS op NPO Radio 1, d. 20 januari 2024.

Elektrotechnisch ingenieur en neurochirurg denken oplossing voor tinnitus gevonden te hebben

„Onze hersencellen werken als elektronische netwerken en daar kan ik veel mee”, aldus professor Wouter Serdijn van de Sectie Bio-elektronica van de TU Delft. Serdijn zoekt naar een oplossing voor tinnitus. © Thierry Schut

Je hebt ’t zo te pakken: tinnitus, ofwel een snerpende piep in je oren. Meestal verdwijnt-ie, maar wat als het gepiep blijft? Professor Wouter Serdijn en de Vlaamse neurochirurg professor Dirk de Ridder speuren koortsachtig naar dé oplossing. „Hoe krijgen we lawaaierige hersencellen weer stil?”

AD Nieuws, Geraldina Metselaar 09-01-24, 11:30 Laatste update: 13:27

„Het apparaat heeft nu de grootte van een broodtrommel”, vertelt professor Wouter Serdijn (1966) van de Sectie Bio-elektronica van de TU Delft. „Het zit vol elektronica voor ons tinnitus-onderzoek: met een koptelefoon over de oren en elektroden – elektrisch geleidende pleisters – kunnen we geluid en neurostimulatie bij onze proefpersonen op de juiste plaatsen aanbieden. Zijn de testen positief, dan gaan we voor een kleiner ontwerp. Denk aan draadloze oordopjes”, aldus Serdijn, die zelf het geluid van een wasmachine ervaart.

„Of beter gezegd: een wasmachine die aanstalten maakt om te centrifugeren. Gelukkig een niet al te erge vorm van tinnitus.”

Hoe werkt dat anti-tinnitusapparaat nu precies?

De ‘broodtrommel’ boordevol elektronica geeft signalen af, waardoor piepende en suizende hersenen weer leren om stil te zijn. „We verwachten dat de behandeling mogelijk niet continu, maar misschien slechts een paar keer per dag of per week hoeft te worden herhaald. Vergelijk het met fysiotherapie voor het brein. Helaas is het nu nog te vroeg om al te kunnen beloven dat de tinnitus na de behandelingen nooit meer terugkeert.”

Serdijn hoopt van wel, want vele duizenden jongeren en ouderen worden dagelijks geteisterd door tinnitus. Een aanhoudende hoge piep en/of continu gesuis in je oren als gevolg van bijvoorbeeld te veel herrie op straat, op het werk of een avondje uit. Ronkende motoren, gillende sirenes, te harde muziek of een zware oorontsteking vormen een aanslag op onze oren en kunnen tinnitus veroorzaken. De impact ervan is immens. Sommigen hebben geen leven meer.

„Lange tijd werd tinnitus gezien als aanstellerij”, weet de professor. „Maar het kan je functioneren ernstig belemmeren. Misschien herinneren mensen zich nog wel het verhaal van de uit Nootdorp afkomstige Gaby Olthuis die leed aan tinnitus en overgevoeligheid voor geluid. Als het stil was, gingen haar hersenen zelf kabaal maken. Als er buiten haar iets gebeurde, klonk in haar het geluid van een afremmende trein. Haar leven was een hel. Euthanasie bleek de enige uitweg.”

Wordt u fanatieker door dit soort aangrijpende gebeurtenissen?

Gelukkig wordt tinnitus tegenwoordig serieus genomen. „Er is een groeiende community rond het Tinnitus House. Ook zijn er diverse behandelcentra. Ze leren cliënten hoe je met de tinnitus moet omgaan.” Sinds bekend is dat Serdijn zich ermee bezighoudt, krijgt hij om de dag brandende vragen en soms hartverscheurende mails. „Deze persoonlijke drama’s raken mij”, bekent hij.

Zijn medestander, de Vlaamse neurochirurg professor Dirk de Ridder is een expert in het verbeteren van hersenaandoeningen. Hij vroeg zich af of in de bio-elektronica oplossingen te vinden zijn voor tinnitus. „Zo kwam hij bij mij terecht”, vertelt Serdijn.

„Onze hersencellen werken als elektronische netwerken en daar kan ik veel mee.” Samen met zijn team boekt hij al jaren succesvolle resultaten met bio-elektronische oplossingen. Ze werkten mee aan een implantaat waarmee doven kunnen horen. En aan een neurostimulator, waarmee onder meer alcoholverslaving en depressiviteit worden bestreden.

Waarom ging u eerst op zoek naar de oorzaak van tinnitus?

,,Weet je de oorzaak, dan kun je de oplossing vinden. Maar juist die oorzaak valt lastig te achterhalen. Ons brein is een mysterie”, legt Serdijn uit. „Via ‘haartjes’ in onze oren worden trillingen naar de gehoorzenuw van onze hersenen gestuurd en in de hersenen omgezet in alles wat we horen. Van muziek en praten tot het kabbelen van het water. Die haartjes in onze oren slijten naarmate we ouder worden, of ze kunnen beschadigen als gevolg van een explosie of langdurige blootstelling aan te harde muziek.”

Als het ware gaan dan onze hersencellen met het geluid aan de haal en met elkaar lawaai maken of kwebbelen, zoals Serdijn het noemt. „We moesten met andere woorden proberen die lawaaierige hersencellen stil te krijgen. Dat betekent dat je op het juiste moment, het juiste signaal moet afgeven. Denk bijvoorbeeld aan het tikken op een glas in een druk restaurant. Als iemand dat doet, dan wordt het bijna in alle gevallen doodstil. We zijn met andere woorden op zoek geweest naar een signaal als het tikken op een glas. Het lijkt erop dat we dat signaal en het juiste moment hebben gevonden.”

Het prototype is nu nog aan de grote kant. ,,Zijn de testen positief, dan gaan we voor een kleiner ontwerp. Denk aan draadloze oordopjes.” © Thierry Schut

Hoe begon het onderzoek naar zoiets ongrijpbaars in ons brein?

Zo’n vijf jaar geleden leek het een onmogelijke opgave. Allereerst onderzochten Serdijn en zijn team een manier hoe ze met onze hersenen zouden kunnen ‘spreken’, aangevuld met inzichten van neurochirurg De Ridder. De testresultaten werden de laatste jaren steeds succesvoller. „Half januari gaan we in de BRAI3N-kliniek in Gent testen met proefpersonen.”

,,Als die testen succesvol zijn, dan gaan we ze doen op cliënten aan de Universiteit van Otago in Nieuw-Zeeland, waar De Ridder een leerstoel heeft. Waarom Nieuw-Zeeland? In Europa zijn we gebonden aan striktere regelgeving. Wil je hier iets onderzoeken, dan ben je zo een half jaar of een jaar verder. Als de zogenoemde klinische testen inderdaad positief zijn, kunnen we sneller mensen helpen.”

In de week van het oorsuizen, van 5 tot en met 11 februari 2024, organiseert de TU Delft een groot tinnituscongres. Tijdens dit congres doen in de avond professor Serdijn en neurochirurg De Ridder verslag over hun recente onderzoek (https://www.aanmelder.nl/150972). „We willen mensen die kampen met tinnitus hoop geven. Want als wij de oplossing niet hebben, dan weet ik eerlijk gezegd niet wie ‘m anders zou kunnen vinden.”

Oorverdovende stilte – Tinnitus begrijpen en verlichten

06 februari 2024 19:00 t/m 22:30 – Locatie: TU Delft, aula congrescentrum, Mekelweg 5

Dit evenement is onderdeel van de TU Delft Gezondheidsmaand & De Slimme Zorgestafette

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.

Aanmelden: Health College Oorverdovende Stilte

Deel deze pagina:

Major depressive disorder: Brain signals as biomarkers for depression

https://doi.org/10.56367/OAG-040-10653

Image: © FG Trade | iStock

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.
This project has received funding from the European Union’s HORIZON 2020 Research and Innovation programme under the Grant Agreement no. 101070931.

References

  1. 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.
  2. Chang, J. and Y. Choi (2023). “Depression diagnosis based on electroencephalography power ratios.” Brain and Behavior 13(8).
  3. 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.
  4. 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.

Gaat dit apparaatje tinnitus genezen?

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.

Stekker in je hoofd

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?

TEKST: MARE LENSVELT, Quest

Elektronische kwakzalverij, deel 3: biofotontherapie met de Chiren of de Starlight

Beste <naam verwijderd i.v.m. privacy>,

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.

Ik heb ook het stuk van de Vereniging tegen de Kwakzalverij over de Chiren en de Starlight (https://www.kwakzalverij.nl/behandelwijzen/overige-behandelwijzen/kwakzalvergenezing-met-licht-van-boswinkel/) gelezen en ben het met het hierin geschetste beeld eens. De Chiren is een vorm van elektronische kwakzalverij.

Ik hoop dat u aan het bovenstaande iets heeft. Ik wens u veel succes en gezondheid.

Wouter Serdijn

Hebben we straks allemaal een computer in ons hoofd?

  1. mens
  2. gezondheid

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?

Door Mare Lensvelt

04/07/2023

man stopt geheugenkaart in hoofd

Brian A Jackson Getty Images

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.

Hebben we in toekomst allemaal een chip in ons hoofd? En wat zou je daarmee kunnen? Lees het in de nieuwe Quest 8.

Graphene electrodes developed by TU Delft researchers on Neurotech reports

by Sharena Rice, contributing editor

February 2023 issue

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.