TU Delft gaat Parkinson en epilepsie te lijf met neurostimulator

"Elektrische stromen in ons lichaam bepalen voor een groot deel hoe wij functioneren", zegt elektrotechnicus Marijn van Dongen van de TU Delft. "Door daarop in te spelen kunnen heel lokaal tal van hersenaandoeningen, zoals Parkinson, tinnitus en epileptische aanvallen aangepakt worden. Maar tegelijkertijd zijn deze technieken nog wel ‘middeleeuws’  te noemen."  De neurostimulator is nu immers nog een apparaatje ter grootte van een mobiele telefoon dat in de borstkas geïmplanteerd zit. Via een kabeltje zendt het elektrische pulsjes naar elektroden in hersengebiedjes die abnormale activiteit vertonen. De elektrische kabels die door de nek naar de hersenen lopen, kunnen breken en voor infecties zorgen. Ook veroorzaken ze littekenweefsel in de nek.

SIN’ s

Het huidige ontwerp van de neurostimulator staat verdere miniaturisering in de weg. Om het gedoe met kabels te voorkomen moet het ontwerp compleet op de schop. Daar werkt Van Dongen met een groot aantal collega’s van diverse kennisinstituten en ziekenhuizen aan. Ze doen dat binnen het onderzoeksprogramma Smart Implantable Neurostimulators (SIN’s), dat in 2008 werd gestart.

Hersenchirurgen Dirk de Ridder en Eddy van der Velden van het Universitair Ziekenhuis Antwerpen kwamen in dat jaar in contact met elektrotechnicus Wouter Serdijn van de TU Delft. Serdijn is programmaleider van SINs. Hun doel is om binnen tien jaar een neurostimulator gereed te hebben die onder de hersenpan geplaatst kan worden: een twee millimeter dik apparaatje van twee vierkante centimeter met daarin ook de batterij en antenne.

Natuurlijk

Om dat doel te bereiken moeten de onderzoekers, onder meer, alle losse componenten integreren in een chip en de ruimtevretende condensatoren verwijderen. "De stimulatoren zouden ook in staat moeten zijn om zelf te detecteren wanneer ze pulsjes moeten genereren door de signalen in de hersenen te analyseren, net zoals een pacemaker dat doet bij het hart’" vertelt Serdijn. "Verder moeten de patronen van de pulsjes instelbaar zijn en natuurlijker van vorm."

Prototype

De Delftse onderzoekers hebben al een prototype gereed en onlangs getest. "Het was een eerste test om te zien of onze neurostimulator überhaupt een geschikte neurale respons teweeg zou brengen", zegt Van Dongen. Dat bleek het geval. Het prototype zal de komende jaren verder worden verkleind. Proefpersonen voor dit onderzoek waren Dirk de Ridder en Eddy van der Velden zelf: voor de gelegenheid lieten zij tijdelijk elektroden in hun lichaam implanteren. Via een iPhone-app konden ze de stimulator aansturen.

Een uitgebreider artikel over Marijn van Dongen en Wouter Serdijn is te lezen in de nieuwste editie van Delft Integraal, het wetenschappelijk magazine van de TU Delft, dat op 23 september online verschijnt .