Posts tonen met het label Cerebellum. Alle posts tonen
Posts tonen met het label Cerebellum. Alle posts tonen

maandag 17 juni 2019

Euro-ataxia Conferentie 2019





Afgevaardigden van Europese patiënten verenigingen komen één keer per jaar samen om bijgepraat te worden over ataxie door wetenschappers en om de plannen van komend jaar te bespreken. 

In mei dit jaar is het Euro-ataxia congres georganiseerd tegelijk met het wetenschappelijk congres over het Cerebellum (de kleine hersenen)*.

De laatste jaren is er veel onderzoek gedaan naar de functie van de kleine hersenen. Inmiddels is het algemeen bekend dat de kleine hersenen een sleutelrol spelen in het centrale zenuwstelsel en dat de kleine hersenen meer zenuwcellen bevatten dan andere delen van de hersenen. Meer en meer wordt bekend over de kleine hersenen. De kleine hersenen spelen niet alleen een belangrijke rol bij beweging maar ook bij cognitieve functies. Hieronder worden verstaan zaken als begrip, kennis, herinneringen en geheugen, probleem oplossen en informatieverwerking.


Niet-erfelijke ataxie


Professor Marios Hadjivassiliou van de ataxie kliniek in Sheffield heeft een praatje gehouden over niet erfelijke ataxie. Volgens hem wordt ataxie vaak veroorzaakt door gluten intolerantie. De intolerantie hoeft zich niet te uiten in buikpijn en buikloop. Toch kan dit de oorzaak zijn van ataxie. Het lichaam valt dan de hersenen aan via een auto-immuun reactie. Behandeling is een strikt glutenvrij dieet. Binnen de ataxie wereld is er geen consensus over het aantal patiënten waarvan gluten de oorzaak van de ataxie zou zijn.


Wereldwijd ataxie platform


Dr. Julie Greenfield, werkzaam bij ataxia UK, heeft ons bijgepraat over twee ataxie projecten: SCA global en ARCA global. Het gaat over twee wereldwijde projecten op het gebied van dominante ataxie (SCA global)** en recessieve ataxie (ARCA global).

Er zijn meer dan 40 verschillende SCAs bekend en die komen over de hele wereld voor. Ondanks de verschillen tussen de SCAs zijn er ook veel overeenkomsten. Toch weet men eigenlijk niet of er op verschillende plaatsen in de wereld verschillen in de symptomen zijn of in het verloop van de aandoeningen. Het SCA global platform is een flexibel en open platform voor onderzoek met het doel om wereldwijd samen te werken. Het bestuur van de ADCA vereniging heeft aangegeven om lid te worden van dit initiatief.


Elektrische stimulatie van de kleine hersenen


Professor Chris Miall, Universiteit van Birmingham heeft een praatje gehouden over de kleine hersenen met de geweldige titel: "Shocking and Shaking the Cerebellum" (schokken en schudden van de kleine hersenen). Hij doet onderzoek naar het stimuleren van de kleine hersenen. Dit stimuleren kan via een klein elektrisch stroompje of via een stroompje opgewekt door een magneet. De resultaten bij ataxie patiënten zijn goed maar op dit moment nog erg kort durend. Het is wel volkomen veilig en eenvoudig toe te passen. Er wordt veel onderzoek naar gedaan.


Gentherapie


Ook is gesproken over gentherapie voor ataxie. Er zijn twee soorten. Bij de ene soort krijgt een patiënt één injectie en zal dan zijn verdere leven geen behandeling meer nodig hebben. Deze therapie wordt onderzocht bij meerdere aandoeningen. Het nadeel hiervan is dat er misschien ook andere stukjes DNA veranderd kunnen worden op plaatsen die niets met ataxie te maken hebben. Dat kan ernstige gevolgen hebben. Er is nog veel onderzoek nodig. Deze methode zal nog een tijd duren.

De andere methode wordt nu onderzocht bij oa de ziekte van Huntington. Een aandoening die veel overeenkomsten heeft met ataxie. Deze methode maakt gebruik van een vector (transport middel om medicijn naar hersenen te krijgen) die gemaakt is uit een geïnactiveerd virus. Men denkt dat patiënten elke drie maanden een injectie in het ruggenmergvocht nodig hebben. Een risico van het gebruik van een vector die van een virus is gemaakt is dat het lichaam mogelijke antistoffen tegen het virus maakt. Een antistof breekt het virus dan af voor het zijn werk heeft kunnen doen.



Geneesmiddel ontwikkeling



IntraBio houdt zich bezig met het verder ontwikkelen van het geneesmiddel acetyl-DL-leucine. Dit middel is in Frankrijk vrij te verkrijgen voor de indicatie duizeligheid.  De werking bij duizeligheid is niet bewezen en daarom is het middel in de rest van Europa niet verkrijgbaar. Al een aantal jaren wordt onderzoek gedaan naar dit middel en ataxie. De resultaten zijn wisselend. IntraBio wil dit geneesmiddel iets aanpassen zodat het een betere werking heeft bij ataxie. Fase 2 studies zijn begonnen. Ik zal de resultaten in de gaten houden en erover schrijven.



---------------------------------------------------------------------------------------

* 10th Symposium, Society for Research on the Cerebellum and Ataxias, 16-17 mei, Sheffield UK.








zondag 21 april 2019

Cerebellum good for more than moving you around


The cerebellum has come a long way. Once relegated to a supporting role in regulating movement, an accumulating mass of evidence has put this small but mighty (it contains half of all the brain’s neurons) structure smack in the middle of a broad range of non-motor functions. Its disruptions have been implicated in neuropsychiatric ills from addiction to schizophrenia. Some research suggests a role in Alzheimer’s disease.






“It’s an integral part of the nervous system subserving sensation, cognition, emotion, and autonomic function,” says Jeremy Schmahmann, professor of neurology at Harvard.


In the motor control system, cerebellar function apparently involves a kind of fine-tuning that coordinates incoming and outgoing neural signals. In complex movements like running or jumping, for example, the body must sense and instantly reposition feet, knees and torso. The cerebellum quarterbacks the process based on learning and predicting what adjustments the task requires.


“We think it’s doing this same computation with all different behaviors, balancing not just movement and gait, but also cognitive control and emotional processing,” Schmahmann says. “An important function of the brain is to maintain the organism in a state of optimal interaction with its surroundings—family, community, the world at large. All require modulation around a baseline.”


A rewarding area


Anatomical research from the early ’80s and functional imaging in recent years have established cerebellar linkage to areas of the cerebral cortex activated by diverse cognitive and emotional tasks. But evidence of causation has been elusive. “There was no strong mechanistic framework to interpret those results,” says Kamran Khodakhah, chair of the Department of Neuroscience at Albert Einstein College of Medicine. 


A recent study in Khodakhah’s lab, reported in Science, took a big step in that direction. “Our work provides direct, unequivocal evidence that the cerebellum powerfully modulates a non-motor brain area,” he says. That happens to be the ventral tegmental area (VTA), a key part of the dopaminergic reward system central to conditioned learning, motivation, and social behavior.


The researchers genetically programmed cerebellar neurons with projections to the VTA to be activated or inhibited by pulses of light, an optogenetic technique. Stimulating the cerebellar neurons, they found, increased the firing rate of neurons in the VTA as well.


This activation had the effect of reward: by turning the cerebellar neurons on, the researchers induced the mice to prefer a randomly chosen area of the rodents’ cage. Repeated activation even conditioned them to opt for a bright vs. dark chamber—opposite their instinctive pattern.


Most intriguing was the effect on social behavior. When given the choice of entering an empty chamber or one occupied by another mouse, the rodents ordinarily prefer to spend their time in company. By silencing the cerebellar-VTA circuit optogenetically when the mice entered the social chamber, the researchers cancelled that preference. By selectively activating the circuit, they induced the mice to prefer the empty space.


“The study demonstrated that optogenetics can be “an enormously powerful tool in experimental and cognitive neuroscience,” Schmahmann says. “We, astonishingly, can modulate the behavior of an awake animal using these 21st century tools on a specific circuit—and that’s very cool. It’s a real step forward in experimental paradigm, not just for the cerebellum and VTA, but the cerebellum and all the other areas it’s connected to.”


Because conditioned learning and social behavior are central to a range of brain disorders, the reward circuitry explored in this paper could help explain the seeming ubiquity of the cerebellum in psychopathology. The connection is clearest, perhaps, in addiction.


“There is a wealth of indirect evidence that the cerebellum is part of addiction circuitry, and involved in addiction-altered functions such as decision-making, habit, and inhibitory control,” Marta Miquel, of Universitat Jaume I, Castellón de la Plana, Spain, said in an e-mail interview.


As reviewed in her 2016 paper, arguments for this proposition include anatomical links and the role of the cerebellum in forming and storing emotional memory. Molecular mechanisms of cerebellar plasticity are the target of addictive drugs, and altered synapses have been linked to drug dependence, tolerance, and withdrawal symptoms.


Craving is a defining symptom of addiction: repeated studies have shown the cerebellum to be strongly activated by drug cues (such as a syringe, for an IV user) in people with addictions, and linked the degree of activation with the intensity of craving.


The studies reported in the Khodakhah paper provide “a straightforward mechanism to understand cerebellar control in motivation and decision-making, and, more important, to explain how addictive drugs can alter these functions,” Miquel says.


“Addiction is a brain disorder that involves much more than dopamine,” she says, “but it is clear that drug-induced dopamine alterations are a crucial part of its physiopathology.”


Autism and beyond


Considerable research links the cerebellum with autistic spectrum disorders (ASD), says Catherine Stoodley of American University. “You see connections at every level of analysis: post-mortem studies, mouse models; in human neuroimaging [of ASD], cerebellar differences were one of the earliest findings.” 


Disrupted social behavior is a core feature of ASD, and the finding, in the Khodakhah research, that the cerebellum can directly modulate social reward, “is a compelling piece of the puzzle,” she says. The methodology is “very exciting: any time you can be specific about the circuits you’re targeting and modulating, it allows for a level of detailed understanding we couldn’t have just 10 years ago.”


Stoodley’s own research examines the cerebellum in another kind of detail. “It’s possible that regions within it are associated with different symptoms of autism.” she says. “Originally, associations with the repetitive motion aspect of autism got the most attention. Now, we see some of the most compelling evidence in the social cognition domain.” 


Both animal and human imaging data brought her attention to the Right Crus (RCrusI) area of the cerebellum, which has functional connectivity to cortical networks relevant to social processing and to ASD.


In a study reported in Nature Neuroscience, she and colleagues showed that this connectivity is disrupted in mouse models of ASD, and in children with the condition. When the researchers chemically inhibited RCrusI activity in normal mice, the animals demonstrated impaired social behavior in ways comparable to mouse models of ASD.


Most interesting of all, the researchers showed that chemically stimulating the RCrusI in an ASD mouse model restored functional connectivity between the cerebellum and the crucial part of the frontal cortex, and ameliorated ASD-type social deficits. The treatment “rescued” social behavior in the mice.


Might the cerebellum be a gateway to effective treatment for ASD? A feasible approach that Stoodley is already exploring involves transcranial brain stimulation.


The location of the cerebellum makes it highly accessible to these non-invasive techniques: direct current stimulation (tDCS) of the area has been used effectively for a movement disorder, dystonia; and transcranial magnetic stimulation (TMS) was shown in a 2010 study to improve symptoms of schizophrenia.


In the Nature Neuroscience paper, Stoodley and her colleagues showed that tDCS could alter cerebellar-cortex connectivity in neurotypical human subjects, and she has not-yet-published data on whether these changes influenced performance on social, language, and motor tasks.


She is collecting data on symptom modulation with tDCS in young adults with ASD. “We’re still exploring the basic science of the mechanism. There’s a suggestion of the potential for therapeutic application, but we need to do more of the basic research first.”


Kamran Khodakhah expresses similar cautious optimism. He plans to collaborate with psychiatric colleagues in testing TMS to reduce craving and prevent relapse in addicts—but only after several years of animal work exploring the cerebellar-reward circuit and social behavior in more detail.


Some of the most provocative—and speculative—research involves neurodegenerative disorders, including Alzheimer’s disease. “It’s very much a fringe conversation,” says Jeremy Schmahmann, “but I was struck by the literature, going back a long time, pointing to pathology in the cerebellum in AD.” The circuits that degenerate in AD “seem to include the cerebellum, … although the cerebellum itself is relatively spared by the disease.”


If its involvement proves to be meaningful here, “perhaps we can use the cerebellum to gain access to the system and improve damaged function in the cerebral hemispheres,” he says. 

---------------------------------------------------------------------------

The DANA Foundation, Article by Carl Sherman, April 3, 2019