Hersenactivatie als enige communicatiemiddel

Laatst, toen ik een ernstig ziek familielid ging bezoeken, werd ik persoonlijk geconfronteerd met de vage grenzen van het bewustzijn. Hoort ze wat ik zeg? Dringt de betekenis van mijn woorden door? Is ze bewust maar simpelweg niet in staat met haar omgeving te interageren?

Deze situatie herinnerde me aan een baanbrekende studie van Adrien Owen en collega’s^₁ bij een patiënte in een vegetatieve toestand. De studie dateert van 2006 en kreeg toen heel wat aandacht in de populaire media, toch blijkt hij lang niet zo gekend als ik dacht en daarom wil ik hem graag nog eens onder de aandacht bergen.

Het betreft hier een zogenaamde ‘single case study’, een onderzoek met één enkele persoon als proefpersoon. Owen en collega’s onderzochten een jonge vrouw die na een verkeersaccident in een wakkere toestand verkeerde maar geen tekenen van bewustzijn vertoonde met behulp van een functionele MRI-scanner. Zo’n scanner laat toe een beeld te vormen van de hersenen en de gebieden te identificeren met een verhoogd zuurstofverbruik, wat kan geïnterpreteerd worden als een meting van de activiteit in de hersenen. In deze studie werd gekeken naar de hersenactivatie van de patiënte wanneer zij gesproken zinnen te horen kreeg en deze neurale respons werd vergeleken met de respons bij aanbieding van akoestisch gelijkaardige sequensen zonder betekenis. De patiënte vertoonde hetzelfde activatiepatroon als gezonde controlepersonen. Bovendien lichtte een extra gebied op links vooraan in de hersenen wanneer de zinnen ambigue woorden bevatten, wat erop wijst dat zij in staat was tot het verwerken van de betekenis van de zinnen. Dit is op zich al een zeer fascinerende bevinding, de auteurs argumenteren echter dat het geen sluitende evidentie biedt voor een bewuste toestand: het is immers zo dat vele aspecten van cognitie, inclusief het waarnemen van spraak en de verwerking van de betekenis van spraak mogelijk zijn in onbewuste toestand (bv. leren tijdens slaap of onder verdoving).

In een tweede experiment, opgezet om de vraag over het bewustzijn van de vrouw te beantwoorden, werd de patiënte op verschillende momenten tijdens het scannen gevraagd zich in te beelden dat ze aan het tennissen was dan wel zich voor te stellen dat ze door haar huis liep. Van deze inbeeldingstaken weten we dat ze bij gezonde proefpersonen specifieke hersengebieden activeren die duidelijk van elkaar verschillen en daarom kan aan de hand van deze taak onderzocht worden of patiënt de instructies begrijpt en deze kan uitvoeren. De resultaten: de neurale respons van de vrouw verschilde niet van de respons van gezonde controles. Wanneer haar gevraagd werd aan tennis te denken lichtte dit gebied in de hersenen op dat instaat voor de controle van beweging, wanneer ze dacht aan de verschillende kamers in haar huis lichtten deze gebieden op die gelinkt worden aan ruimtelijke navigatie. Dit toont duidelijk aan dat de patiënte de instructies kon begrijpen en in staat was correct op de instructies te reageren via haar eigen hersenactivatie. De patiënte bleek, ondanks het feit dat zij aan alle criteria voor de diagnose van een vegetatieve toestand voldeed, in staat een intentionele respons te stellen in de vorm van verbeelding en zij bleek bewust te zijn van zichzelf en van haar omgeving.

figuur 1. Links de hersenactivatie bij de verbeelding van tennis (bovenaan de patiënte, onderaan de gezonde controle proefpersonen), rechts de hersenactivatie bij de verbeelding van het wandelen door een huis. Overgenomen uit het originele artikel.^₁

In een vervolgstudie toonde dezelfde onderzoeksgroep^₂ aan dat 5 van de 54 patiënten met bewustzijnsstoornissen die werden opgenomen in het onderzoek in staat waren intentioneel hun hersenactivatie te moduleren. Bij één enkele patiënt werd nagegaan of deze op simpele autobiografische ja/nee-vragen (bv. “Heb je broers?”) kon antwoorden door de verschillende inbeeldingstaken te verbinden aan een verbale respons (bv. denk aan tennissen voor een negatief antwoord). De patiënt kon 5 van de 6 vragen correct beantwoorden, voor de laatste vraag werd te weinig hersenactivatie geregistreerd om deze aan één van de verbale responsen te kunnen linken.

Je kan je zelf al indenken welke mogelijke belangrijke toegepaste implicaties deze studie heeft: gebruik van fMRI bij diagnostisering van coma, vegetatieve toestand en andere vormen van verstoord bewustzijn, de mogelijkheid om de behandeling te optimaliseren door de patiënt zelf vragen te stellen (bv. heeft de patiënt pijn?) en tenslotte de mogelijkheid voor een patiënt in een dergelijke toestand om met naasten te communiceren.

Referenties