Sonja de Zwarte zoomt in op het brein
Hersenontwikkeling in 3D
Tekst: Jim Jansen
Fotocollage / illustratie: Maaike Putman
Sonja de Zwarte (1986) is postdoc bij de Utrechtse YOUth-
studie. ‘Ik doe onderzoek naar prenatale hersenontwikkeling. Hierbij kijken we hoe de hersenen zich vóór de geboorte ontwikkelen en welke factoren hierop invloed hebben. Na de geboorte onderzoeken we hoe deze prenatale hersengroei het gedrag van de kinderen beïnvloedt.
We kunnen tegenwoordig al tijdens de zwangerschap een 3D-
echo maken van de hersenen van de foetus. Hierdoor kijken we niet langer naar een platte afbeelding van het brein, maar kunnen we verschillende hersenstructuren vanuit meerdere hoeken bekijken. Ook kunnen we bijvoorbeeld het hersenvolume berekenen. Zo houden we de hersenontwikkeling tijdens de zwangerschap goed in de gaten.
‘Dankzij de grote vooruitgang van kunstmatige intelligentie kunnen we nu binnen enkele seconden een 3D-echo analyseren.’
Voorheen deden we dit soort hersenonderzoek met de hand; daar zijn mijn voorgangers en ik ook op vastgelopen. Het was zeer arbeidsintensief om elk individueel brein uit te tekenen. Dankzij de grote vooruitgang van kunstmatige intelligentie kunnen we nu binnen enkele seconden een 3D-echo analyseren. Ik werk vooral met deep learning, een onderdeel van kunstmatige intelligentie waarbij computers in staat zijn om nieuwe dingen te leren op basis van grote hoeveelheden data. Hiermee kunnen we nu volautomatisch de hersenontwikkeling over tijd meten. Daardoor kunnen we op veel grotere schaal onderzoek doen.
Voor deze studie hebben 2800 zwangere vrouwen en hun partners zich aangemeld. Rond de twintigste en dertigste week van hun zwangerschap kregen de vrouwen bij ons een 3D-echo, en daarna onderzochten we de baby’s rond vijf en tien maanden na de geboorte. Als de kinderen drie en zes jaar zijn komen ze opnieuw bij ons langs en kijken we hoe ze zich sociaal-emotioneel ontwikkelen.
De zwangerschap en eerste levensjaren zijn erg belangrijk voor de ontwikkeling van een kind. We onderzoeken overigens de normale ontwikkeling, dus mensen zijn niet geselecteerd omdat ze ziek of juist supergezond zijn. Voor dit onderzoek is iedereen in Utrecht en omgeving benaderd, om zo veel mogelijk een doorsnede van de maatschappij te krijgen. Het mooie van zo’n uitgebreide studie is dat we ook veel weten over de ouders, de zwangerschap en de bevalling, en de omgeving waarin een kind opgroeit. Doordat we zoveel data hebben, kunnen we onderzoeken welke verschillende factoren bij verschillende kinderen van invloed zijn op hun ontwikkeling. In de toekomst biedt dit mogelijkheden om de individuele ontwikkeling te optimaliseren.
Onlangs heb ik een beurs ontvangen om mijn eigen onderzoekslijn te starten. In samenwerking met andere partners ga ik nieuwe deep learning-technieken ontwikkelen om nog meer waardevolle informatie over hersen- en gedragsontwikkeling te halen uit echo’s, MRI-scans en video’s. We willen ook kijken hoe deze beelden de mentale gezondheid van kinderen kunnen voorspellen.’
Sonja de Zwarte is postdoc bij het YOUth-onderzoek en verbonden aan het UMCU.
Dit artikel maakt deel uit van een speciale uitgave van New Scientist over het Consortium on Individual Development, die in september 2023 zal verschijnen.
