Implantaat als kunstmatig evenwichtsorgaan
Informatie over hoofdbewegingen naar zenuw
dinsdag 7 februari 2012
Eind februari implanteren medische onderzoekers in Maastricht als eersten ter wereld een kunstmatig evenwichtsorgaan in een mens. Het implantaatje moet op termijn patiënten met evenwichtsproblemen helpen.
Misselijkheid, slecht het evenwicht kunnen bewaren en struikelen zonder duidelijke reden; wanneer iemands evenwichtsorganen niet meer goed functioneren, merkt deze pas hoe essentieel ze zijn. Deze orgaantjes bij beide oren sturen samen informatie naar de hersenen over de bewegingen en stand van het hoofd ten opzichte van de zwaartekracht.
Wanneer je bijvoorbeeld voorover dreigt te vallen, stuurt het brein signalen naar de spieren van je benen, zodat je een correctiestap maakt. ‘Op een soortgelijke manier zorgen de evenwichtsorganen voor een stabiel beeld. Wanneer een gezond persoon zijn hoofd snel heen en weer schudt, blijven zijn ogen toch recht vooruit kijken’, vertelt prof. Herman Kingma, verbonden aan de Universiteit Maastricht, het Universitair Medisch Centrum in die stad en de TU Eindhoven.
Kingma werkt al jaren aan een zogeheten vestibulair implantaat, genoemd naar het vestibulum, een gebied in het binnenoor, dat de werking van de natuurlijke evenwichtsorganen moet nabootsen bij mensen waarbij die beperkt of slecht werken.
Er zijn vele manieren waarop de werking van het evenwichtsorgaan kan worden aangetast. Een ongeluk of een beroerte, maar ook een tumor of een aandoening aan bloedvaten kan leiden tot een verstoring van het evenwichtsgevoel. Vooralsnog bestaan er geen medicijnen om dit tegen te gaan.
Om dit probleem op te lossen verbouwde Kingma een cochleair implantaat, een bestaand hulpmiddel dat volledig dove mensen weer enigszins laat horen. Zo’n implantaat pikt geluidstrillingen van buiten op en zet deze om in een eenvoudig elektrisch signaal dat de gehoorzenuw weer stimuleert. Voor het vestibulair implantaat voegde Kingma vijf zeer kleine sensoren toe: twee lineaire versnellers en drie gyroscopen, die tezamen informatie doorgeven over de bewegingen van het hoofd, zoals draaien en schudden.
Het vestibulair implantaat bestaat uit een inwendig en een uitwendig deel. In het inwendige deel zitten elektroden, gehuld in een biocompatibele kunststof, die tijdens een operatie in het evenwichtsorgaan worden gebracht. ‘Deze elektroden geven elektrische pulsjes aan de evenwichtszenuw om zo bewegingssensaties op te wekken.’
Het uitwendige deel bestaat uit gyroscopen en lineaire versnellingsopnemers die middels een microprocessor bewegingen van het hoofd omzetten in elektrische signalen. ‘Dit standaard type microprocessor is ook afkomstig uit het cochleair implantaat. ‘Het grote voordeel is dat deze microprocessor al is goedgekeurd voor medische toepassing in mensen’, laat Kingma weten. ‘We kunnen er dus meteen mee aan de slag.’
De verbinding tussen het inwendige en uitwendige deel verloopt via een magneet die op het hoofd van de patiënt wordt geplaatst.
OPERATIE
Voor de operatie hebben zich nu drie patiënten aangemeld, die eind februari onder het mes gaan. Als de wond na vijf à zes weken is geheeld, gaan de onderzoekers voorzichtig de eerste signalen aanbieden om het lichaam te laten wennen. ‘Het zal enorm spannend zijn om te zoeken naar de optimale instellingen’, kijkt Kingma vooruit. ‘Erg spannend is de vraag of de evenwichtszenuw van de patiënt nog werkt. Het wordt een zeer emotioneel moment als we voor het eerst de ogen weer zien reageren.’
Een kleine meevaller voor de onderzoekers is het feit dat de plasticiteit van de hersenen voor de elektrische signalen van de evenwichtsorganen vrij groot is. ‘Dat betekent dat het brein zich redelijk gemakkelijk aanpast als het signaal dat we aanbieden een beetje anders van vorm is dan in de natuurlijke situatie.’
Het kunstmatige evenwichtsorgaan bevindt zich nog in de onderzoeksfase. Naar verwachting duurt het nog enige jaren voordat het apparaatje op brede schaal voor patiënten beschikbaar komt.
Nieuwsbrief
Blijf via onze nieuwsbrief op de hoogte van De Technologiekrant
