Diepgelegen hersengebieden Parkinsonpatiënt veranderen door dopamine-geneesmiddelen

24 november 2016

Een geneesmiddel als levodopa, dat gebruikt wordt door patiënten met de ziekte van Parkinson, wijzigt de communicatie tussen diepgelegen hersengebieden die van belang zijn voor leren en gedrag. Hierdoor kunnen stoornissen in de impulscontrole optreden, zoals gokverslaving of hyperseksualiteit. Dat toonde promovendus Payam Piray aan tijdens onderzoek in het Donders Instituut in Nijmegen. Hij promoveert donderdag 1 december met NWO-financiering uit de Vrije competitie.

Vrouw speelt op gokautomaatBeeld: Hilary Morgan / Alamy

Bij de ziekte van Parkinson treedt een verstoring op van de celwerking in de ‘zwarte kern’ (substantia nigra) in de hersens. Opstapeling van het eiwit alpha-synucleine speelt hierbij een belangrijke rol. De cellen sterven langzaam af, er ontstaat een dopaminetekort in de hersenen en de regelcircuits raken verstoord. Gevolg is dat allerlei klachten optreden, zoals trillen en verstijven. Het proces van eiwitstapeling en afsterven van cellen is niet te voorkomen, maar aanvulling van dopamine via medicijnen kan wel, waardoor klachten verminderen, zij het in veel gevallen tijdelijk.

Dergelijke ‘dopaminerge’ geneesmiddelen hebben weer hun eigen bijwerkingen. De stof levodopa bijvoorbeeld, een van de bekendste Parkinsonmedicijnen, kan stoornissen in de impulscontrole veroorzaken bij patiënten. Denk daarbij aan gok- of seksverslaving. Payam Piray onderzocht het verband tussen gebruik van de geneesmiddelen en de gedragsveranderingen van de patiënt.

Leren en gedrag

Piray: ‘Via verfijnde computationele technieken hebben we aangetoond dat mensen bij gebruik van dopaminerge geneesmiddelen niet langer in staat zijn goed te kunnen leren van de positieve en negatieve gevolgen van gedrag. Met behulp van computationele en hersenscantechnieken ontdekten wij dat deze geneesmiddelen de communicatie tussen diepgelegen hersengebieden veranderen die van belang zijn voor leren en gedrag. Wat het precieze effect is hangt af van hoe impulsief je bent voordat je de middelen neemt: dopamine-stimulerende middelen verhogen de hersencommunicatie bij mensen met een impulsieve persoonlijkheid, maar verlagen die juist bij mensen die van nature niet impulsief zijn.’

Dit onderzoek illustreert de kracht van het combineren van computationele en hersenwetenschappen, aldus Piray. ‘Daardoor kunnen we hersenen en gedrag beter begrijpen. Vrijwel alle effecten in dit onderzoek konden worden geïsoleerd dankzij de toepassing van computationele technieken. Zonder die technieken hadden we wellicht geconcludeerd dat dopaminerge middelen weinig effect hebben op onze hersenen en gedrag. Nu weten we hoe dergelijke middelen werken in het brein, met welke gevolgen voor gedrag, en bij wie.’

Meer informatie

Payam Piray (1985) voltooide zijn proefschrift ‘Compute to learn. Neural implementation of computations underlying associative learning and decision making’ aan de Radboud Universiteit, Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, binnen het onderzoeksproject  ‘Integrating motivation, cognition and action – Frontal control of dopamine-dependent striatal processing’ met NWO-financiering uit de Vrije competitie. Hoofdaanvrager was prof. dr. I. Toni.

Piray is inmiddels als postdoc werkzaam in het Vici-project ‘The Cost of Cognitive Doping. From dopamine to cognitive control via dynamic neural coding’ van prof. dr. R. (Roshan) Cools aan het Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour.

Rondom de verdediging organiseert het Donders Institute een symposium op 30 november en 1 december over ‘Computational Psychiatry’ met een keur aan internationale sprekers, waaronder Cools.


Bron: NWO

Kenmerken

Wetenschapsterrein

Maatschappij- en Gedragswetenschappen

Programma

Vrije competitie

Speerpunt

Vrij onderzoek en talent (2015-2018)