60 procent van de verbindingen in de hersenen is al voor de geboorte aangelegd. Dat blijkt uit onderzoek van neurowetenschapper Elise Turk van het UMC Utrecht. Vooral in de laatste drie maanden van de zwangerschap ontwikkelt het foetusbrein zich enorm snel. “Nu we weten hoe een normale hersenontwikkeling eruit ziet, kunnen we beter zien waar en wanneer bepaalde ziekten en ontwikkelingsstoornissen ontstaan.”

Opmerkelijk veel, vindt ze zelf. Na twee jaar analyseren heeft Elise de hersenontwikkeling van gezonde baby’s in kaart gebracht voordat zij geboren worden. Dat bij een foetus vlak voor de geboorte al 60 procent van de volwassen hersenverbindingen actief blijkt te zijn, komt voor haarzelf als een verrassing. Het merendeel van die verbindingen wordt in de laatste maanden van de zwangerschap aangelegd. “Dit bevestigt andermaal hoe belangrijk die fase is”, zegt Elise, “we kunnen dit nu letterlijk meten.”

3d-beeld

De ontwikkeling van het foetusbrein kon in beeld worden gebracht dankzij scans van zo’n honderd foetussen uit de Verenigde Staten. Aanstaande moeders die tussen de 20 en 39 weken zwanger waren, gingen met hun baby in de buik in een mri-scanner. Met een functionele MRI (fMRI) kun je 3d-beelden maken van gebieden met zuurstofrijk bloed in de hersenen. De aanwezigheid van zuurstofrijk bloed wijst op activiteit. Elise: “De gelijktijdige activiteit van meerdere hersengebieden wijst op samenwerking tussen die gebieden, op een actief netwerk. En we weten dat zo’n netwerk van actieve hersengebieden nodig is om complexe functies aan te sturen. Denk bijvoorbeeld aan een motorische functie als lopen of een cognitieve functie als lezen. Of een combinatie van beide, zoals spreken. Bij gezonde ongeboren kinderen is dit basisnetwerk in het brein dus al voor 60 procent aanwezig.” 

Te vroeg geboren

Met deze basiskennis over de normale ontwikkeling van het foetusbrein kan veel nieuw onderzoek gedaan worden dat tot op heden niet mogelijk was. Bijvoorbeeld bij prematuur geboren baby’s. De hersenontwikkeling van premature baby’s loopt vaak vertraging op waardoor zij later problemen krijgen met concentratie, planning en sociaal functioneren. Elise: “Nu we weten hoe een gezond babybrein eruit ziet, kunnen we dit vergelijken met dat van te vroeg geboren baby’s. Zo kunnen we zien of de hersenen van het te vroeg geboren kindje zich goed ontwikkelen, en waar en wanneer er eventueel problemen ontstaan. Met die kennis kunnen we op termijn mogelijk betere therapieën ontwikkelen.”

Het onderzoek van Elise kan op termijn ook nieuw licht werpen op het ontstaan van stoornissen, bijvoorbeeld schizofrenie en autisme. “We weten dat deze aandoeningen het gevolg zijn van verstoorde hersenverbindingen en we vermoeden dat dit probleem al in de moederbuik ontstaat. We kunnen nu gaan uitzoeken of dit echt zo is en wanneer dit in het brein zichtbaar wordt.” Ook de invloed van bekende risicofactoren zoals stress, roken en alcohol op het babybrein kan beter in kaart worden gebracht. “We weten dat deze zaken de ontwikkeling van het brein negatief beïnvloeden, maar nog niet wanneer dit gebeurt en om welke hersenverbindingen het dan precies gaat.

YOUth-onderzoek

Het onderzoek van Elise is onderdeel van het YOUth-onderzoek, een langlopend onderzoek in de regio Utrecht naar de ontwikkeling van 3000 kinderen tot in hun tienerjaren. Als onderdeel van YOUth Baby & Kind worden sinds twee jaar ook in Nederland mri-scans gemaakt van het brein van gezonde ongeboren baby’s. Daarmee kan het beeld van een normaal ontwikkeld foetusbrein verder verfijnd worden voor de Nederlandse situatie. Omdat de leefstijl en etnische achtergrond van de Amerikaanse vrouwen kunnen afwijken, kan dit invloed hebben op de hersenontwikkeling van hun kinderen.

Voor haar promotieonderzoek volgt Elise nu honderd zwangere Nederlandse moeders en hun kinderen. Er zullen mri-scans gemaakt worden bij 30-33 weken zwangerschap en binnen vier weken na de geboorte. Elise: “Ik ben blij dat zoveel moeders hieraan willen meewerken. Door MRI-onderzoek te doen tijdens én na de zwangerschap kunnen we de hersenontwikkeling over langere tijd bekijken, zodat we nog meer inzicht en vergelijkingsmateriaal krijgen voor te vroeg geboren kinderen.” Een mri-scan tijdens de zwangerschap is volkomen veilig. Er is geen sprake van ongezonde straling zoals röntgenstraling.