Onlangs heeft het wijdverbreide gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) de aandacht gevestigd op het brede scala aan leuko-encefalopathieën die kunnen voorkomen. klinisch aangetroffen – deze stoornissen benadrukken ontkoppeling als een centraal thema van cognitieve neurowetenschappen.1 In dit artikel zullen de leuko-encefalopathieën worden besproken als veel voorkomende klinische problemen die de rol van witte stof in zowel het normale cognitieve functioneren als in de ontkoppelingssyndromen die steeds meer aandacht krijgen, belichten. Deze nadruk op witte stof heeft niet alleen invloed op de zorg van veel neurologische en psychiatrische patiënten, maar draagt ook aanzienlijk bij aan de onderzoeksagenda van de cognitieve neurowetenschappen.
Wetenschappelijke basisaspecten van witte stof
Witte stof beslaat bijna de helft van het volume van het volwassen cerebrum. Ongeveer 165.000 km gemyeliniseerde vezels lopen binnen en tussen de hemisferen, 4 die corticale en subcorticale grijze stofgebieden met elkaar verbinden tot een buitengewoon complex web van onderling verbonden structuren. Van de drie soorten vezelsystemen – projectie, associatie en commissuraal – zijn de laatste twee voornamelijk gewijd aan cognitieve functies, terwijl de projectievezels de elementaire motorische en sensorische systemen dienen. Op microscopisch niveau zijn de myelininerende axonen in de hersenen een mengsel van 70% lipide en 30% eiwit, wat de geleidingssnelheid dramatisch verhoogt door het fenomeen van saltatorische geleiding. Bevestigend bewijs ondersteunt het idee dat schade aan myeline, en in het bijzonder aan axonen, de snelheid van cognitie vermindert in samenhang met de vertraging van de geleidingssnelheid.3
Over het algemeen kan worden gedacht dat witte stof in de hersenen mogelijk informatieoverdracht, in tegenstelling tot de informatieverwerking die wordt gediend door grijze stof. Normale cognitie vereist beide kenmerken, waardoor specifieke mentale operaties mogelijk zijn in gebieden als geheugen, taal en visuospatiale functies, evenals de efficiëntie waarmee ze worden uitgevoerd. Een nuttig parallel onderscheid is dat witte stof macroconnectiviteit biedt in de hersenen – tussen afgelegen gebieden van grijze materie – in tegenstelling tot de microconnectiviteit die optreedt binnen grijze materie via synaptische functie. Witte-stofkanalen verbinden daarom wijdverspreide grijze-stofregios tot coherente neurale ensembles – gedistribueerde neurale netwerken – waarvan wordt aangenomen dat ze alle aspecten van hogere functies bemiddelen.5
De precieze neuroanatomie van witte stof wordt alleen op een rudimentaire manier begrepen. niveau, aangezien de meeste informatie is verzameld uit opsporingsstudies bij niet-menselijke primaten en beperkt onderzoek van postmortale menselijke hersenen. De oorsprong, beëindiging, verloop en interdigitatie van witte-stofkanalen blijven grotendeels onduidelijk; daarom kan de functie van deze trajecten alleen in voorlopige termen worden afgeleid. het belang van witte stof voor de menselijke cognitie wordt gesuggereerd door vele bewijzen, waaronder een schat aan informatie over de rol van gemyeliniseerde systemen bij ontwikkeling, veroudering en gedragsneurologie. .3 Witte stof kan ook cruciaal zijn in de menselijke evolutie – een recente MRI-studie concludeerde dat het prefrontale witte-stofvolume het unieke onderscheidende kenmerk is tussen de hersenen van mensen en niet-menselijke primaten.6
Leuko-encefalopathieën
In de klinische neurologische praktijk worden aandoeningen van witte stof vaak gezien op alle leeftijden, en hun prevalentie neemt toe naarmate de identificatie van nieuwe leuko-encefalopathieën met MRI voortdurend vordert. Multiple sclerose (MS) is de meest bekende CZS-witte stofziekte bij volwassenen, maar is slechts een van de meer dan 100 klinische entiteiten waarin witte stof prominent of exclusief wordt aangetast.3 Genetisch, demyelinatief, infectieus, inflammatoir, toxisch, metabolisch, vasculair , traumatische, neoplastische en hydrocefale aandoeningen kunnen allemaal leuko-encefalopathieën veroorzaken, en opmerkelijk genoeg is een of andere vorm van neurologische gedragsstoornis in verband gebracht met elke eerder beschreven aandoening.3 Bij oudere personen komt leuko-encefalopathie zeer vaak voor, en manifesteert het zich gewoonlijk als MRI-laesies van witte stof. als leukoaraiosis (LA). Hoewel de oorsprong en de cognitieve betekenis van deze laesies controversieel waren, lijkt het steeds waarschijnlijker dat LA typisch het gevolg is van cerebrale ischemie en, indien ernstig genoeg, belangrijke gevolgen heeft voor de cognitieve functie.7
De details van hoe leuko-encefalopathie verstoort hogere functie krijgt meer formele studie. Vanwege het feit dat de meeste aandoeningen van witte stof neuropathologisch diffuus of multifocaal zijn, lijkt het meest prominente klinische syndroom de cognitieve stoornis te zijn; dit syndroom kan voldoende ernstig zijn om te voldoen aan de criteria voor dementie, in welk geval de term ‘witte stof dementie’ geschikt is.8 Cognitief verlies of dementie als gevolg van leuko-encefalopathie kan aanzienlijk ondergediagnosticeerd zijn, aangezien het in het begin doorgaans mild is en gemakkelijk kan worden aangezien voor normaal ouder worden of een psychiatrische ziekte. Focale neurologische gedragssyndromen zoals afasie, apraxie, agnosie en geheugenverlies kunnen ook het gevolg zijn van laesies van de witte stof, 1,9 en een verscheidenheid aan neuropsychiatrische syndromen is voorlopig in verband gebracht met stoornissen in de witte stof.9 In al deze gevallen is de verbreking van normaal gekoppelde grijze materiegebieden door witte-stoflaesies biedt een nuttig kader voor het overwegen van klinische effecten.
Neuroimaging
De introductie van MRI in de vroege jaren 1980 had een diepgaand effect op de neurologie. Een van de meest indrukwekkende voordelen was het vermogen om in vivo beeldvorming van witte stof mogelijk te maken als nooit tevoren. MRI maakte het mogelijk om de witte stof en zijn laesies direct te zien, wat leidde tot veel vooruitgang in het begrip van ziekten zoals MS, waarbij pathologie van witte stof een kernkenmerk is. Meer recent zijn er aanvullende technologieën verschenen die de mogelijkheden om deze aandoeningen te onderzoeken verder vergroten. Een van die methoden, diffusion tensor imaging (DTI), heeft het potentieel om witte stofkanalen te identificeren en de laesies die deze onderbreken te karakteriseren; een breed scala aan normale en abnormale omstandigheden kan worden belicht door toepassing van deze ‘tractografie’. Een andere innovatie is magnetische resonantiespectroscopie (MRS), waarmee een ‘niet-invasieve biopsie’ van gebieden met witte stof kan worden vastgesteld om hun chemische bestanddelen vast te stellen. MRS belooft, naast andere verschijnselen, de mate van axonale schade te onthullen die gepaard gaat met een witte stof laesie, waardoor meer gedetailleerde informatie wordt verschaft over de omvang van neuropathologische schade en het potentieel voor herstel. Deze en andere technieken die zijn ontworpen om de structuur van witte stof te beoordelen, sluiten zich daarom aan bij de indrukwekkende technologieën die corticale metabolische activiteit kunnen weergeven: positronemissietomografie (PET) en functionele MRI (fMRI). De combinatie van structurele en functionele beeldvorming biedt een ongekende kans om de gedistribueerde neurale netwerken te definiëren die cognitieve operaties bemiddelen.10
Klinische implicaties
De klinische uitdagingen van leuko-encefalopathieën omvatten preventie, diagnose, prognose en 3 In termen van preventie, bijvoorbeeld, duiden opkomend klinisch en neuroimaging-bewijs er steeds meer op dat LA goedaardig kan zijn totdat een bepaalde last van betrokkenheid wordt overschreden, zodat krachtige aandacht voor cerebrovasculaire risicofactoren, zoals hypertensie, diabetes mellitus, hypercholesterolemie, zwaarlijvigheid en roken kunnen worden nagestreefd om het ontstaan van dementie te voorkomen.11 De diagnose van leuko-encefalopathie is misschien wel de meest voorkomende klinische vraag, en kan naast neuroradiologische procedures ook een verscheidenheid aan bloed-, urine- en hersenvloeistoftests omvatten.3 De prognose van verschillende leuko-encefalopathieën is belangrijk voor het voorspellen van het klinische beloop met evenveel ac curacy mogelijk.12 Ten slotte is de behandeling van deze aandoeningen van vitaal belang, en hangt natuurlijk af van het specifieke pathologische proces dat erbij betrokken is; traditionele therapieën voor demyelinatieve ziekten en andere witte stofaandoeningen kunnen binnenkort worden aangevuld met methoden die zijn ontworpen om remyelinisatie te verbeteren met behulp van stamceltechnologie.13
Onderzoeksmogelijkheden
Een groot aantal opwindende onderzoeksvragen ligt voor de hand in de context van witte stof en zijn functie. Op het niveau van neuroanatomie ligt er veel werk voor de boeg om de precieze identiteit en locatie van witte stofkanalen vast te stellen. Het is niet ondenkbaar dat de gehele anatomie van macroconnectiviteit in het menselijk brein zal worden herzien in het licht van bevindingen van moderne neuroimaging-technieken, zoals DTI. Met deze informatie wordt het mogelijk om een dieper begrip te ontwikkelen van gedistribueerde neurale netwerken die hogere functies bemiddelen door tractografie te combineren met functionele neuroimaging bij het streven naar het lokaliseren van cognitieve operaties. Gedragsneurologen, neuropsychologen en neuropathologen kunnen hun expertise toevoegen om klinische en pathologische gegevens te combineren met het groeiende begrip van witte-stofaandoeningen.14 Net zoals focale witte stof-laesies de basis hebben gevormd voor het bestuderen van vele klassieke ontkoppelingssyndromen, 1 zullen diffuse en multifocale leuko-encefalopathieën steeds meer toegeven aan de multidisciplinaire studie van connectiviteit die momenteel gaande is.15
Samenvatting
De leuko-encefalopathieën vertegenwoordigen een grote en groeiende groep van neurologische aandoeningen die een unieke kans bieden voor de studie van witte stof, ontkoppelingssyndromen en cognitieve neurowetenschappen. Na relatief verwaarloosd te zijn in het onderzoek van cognitie vanwege grote hiaten in het begrip van de structuur en functie, heeft witte stof nu een prominentere positie ingenomen in het begrijpen van hersen-gedragsrelaties.Met de indrukwekkende vooruitgang van neuroimaging gecombineerd met klinische en neuropathologische benaderingen, kan aanhoudende vooruitgang op dit gebied worden verwacht, wat belangrijke implicaties zal hebben voor zowel clinici als neurowetenschappelijke onderzoekers.