Wat gebeurt er met je hersenen vóór je sterft?

03 maart, 2020
In 2018 begonnen wetenschappers te begrijpen wat er met onze hersenen gebeurt wanneer we sterven. Lees verder en leer meer over dit onderwerp!

Eén van de grootste mysteries van de mensheid is wat er met de hersenen gebeurt voor je sterft. Wetenschappers overal ter wereld hebben daarom het antwoord op deze vraag gezocht. Niemand is er echter in geslaagd om tot nog toe met een duidelijk antwoord op de proppen te komen.

In 2018 hebben ook wetenschappers aan het Charité Berlin, een academisch ziekenhuis in Duitsland en aan de universiteit van Ohio in de Verenigde Staten geprobeerd om deze eeuwenoude vraag te beantwoorden. Hun doel was te ontdekken wat er met de hersenen gebeurt wanneer hun energie uitgeput is en ze geen bloed meer krijgen.

Om dat te doen gebruikten ze elektroden om de hersenactiviteit te ontcijferen van patiënten die zwaar hersenletsel hadden. Deze informatie hielp vervolgens met name om licht te werpen op de gevolgen van beroerten. Bovendien verschafte het eveneens een fundamenteel inzicht in de neurobiologie van de dood.

De neurobiologie van de dood

De neurobiologie van de dood

De hersenen zijn het orgaan in het lichaam dat het meest gevoelig is voor hypoxie en ischemie. Hypoxie is wanneer een orgaan onvoldoende zuurstof in het bloed krijgt. Anderzijds is ischemie de onderbreking of de daling van de bloedcirculatie in een specifieke zone. Zuurstofgebrek veroorzaakt beschadiging van de cellen.

Dit zijn de cellen die het meest gevoelig zijn voor hypoxie en ischemie:

  • De piramidale zenuwcellen van de neocortex in laag II, IV en V.
  • De CA1 piramidale zenuwcellen van de hippocampus.
  • De zenuwcellen van het striatum.
  • De cellen van Purkinje.

Een onderbreking van de bloedcirculatie naar de hersenen veroorzaakt bovendien in minder dan tien minuten onomkeerbare schade aan deze cellen. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren na een hartstilstand.

Wat gebeurt er met de hersenen voor je sterft?

Tot de studie van Jens Dreier konden wetenschappers hun hypothesen alleen maar baseren op informatie uit EEG’s (elektro-encefalogrammen). Dit was dus wat ze konden vaststellen:

  • Hersendood treedt op wanneer het EEG stilvalt.
  • De zenuwcellen in de hersenschors kunnen tijdens de “elektrische stilte” gedurende meerdere minuten gepolariseerd blijven.

Het experiment

Tijdens deze studie analyseerden de onderzoekers wat er met de fysiopathologie van de patiënten gebeurde. Ze deden dit bij plotselinge hypoxie of ischemie die optraden op het moment dat ze het levensondersteuningssysteem van de patiënt verwijderden.

Op de afdeling intensieve zorgen werden de patiënten die deelnamen aan het onderzoek, bovendien met intracraniale elektroden onder neurologisch toezicht gehouden. Deze mensen hadden aan één van de volgende aandoeningen geleden:

  • Een subarachnoïdale bloeding,
  • een kwaadaardig infarct in de hersenhelft,
  • of een traumatisch hersenletsel.

De wetenschappers voerden de neurologische controle uit tijdens het overlijden van de patiënten. Alle patiënten die aan de studie deelnamen, hadden een niet-reanimatieverklaring.

Het experiment, de hersenen voor je sterft

Besluit: de toestand van de hersenen voor je sterft

Het experiment toonde aan dat bij patiënten met ernstige hersenletsels de lange periodes van elektrische stilte in de hersenschors vaak veroorzaakt worden door verlengde neuronale depolarisatie.

Een verlengde depolarisatie is een bijna volledige golf van depolarisatie van de neuronale cellen en de gliacellen. Het is eveneens gekoppeld aan vaatvernauwing en vaatverwijding.

Verlengde depolarisatie kan in de volgende gevallen optreden. Bij:

  • Oogmigraine.
  • Subarachnoïdale bloeding.
  • Intracebrale bloeding.
  • Een schedeltrauma.
  • Een ischemische beroerte.

Dit veroorzaakt een spreidingspatroon waarbij de verlengde depolarisatie het weefsel kan binnendringen. Het lijkt alsof deze depolarisatie alleen duidelijk is door middel van neurologisch monitoring waarbij neurologische beeldvorming gebruikt wordt.

Onderzoekers waren op die manier in staat om een conclusie te trekken. De menselijke hersenen reageren met een concreet pathologisch patroon op ernstige hersenischemie. Bepaalde soorten zenuwcellen proberen te voorkomen dat de hersenen sterven door een elektrisch onevenwicht te creëren.

Wanneer de hersenen ophouden met het ontvangen van bloed dat voorzien is van zuurstof, dan proberen de zenuwcellen de hulpmiddelen te verzamelen die hen nog resten. Op dat moment treedt er een lage druk van niet-verspreiding op. Die wordt dan gevolgd door de spreidende depolarisatie. Dit staat ook bekend als een “hersentsunami.”

Wat gebeurt er dus met de hersenen voor je sterft? Samengevat markeert de spreidende depolarisatie het begin van de giftige veranderingen in de cellen die dan leidt tot de dood.

Depolarisatie alleen is echter geen signaal van een zekere dood omdat het teruggedraaid kan worden. Over dit onderwerp moet nog veel onderzocht worden. Dat is dan ook de reden waarom verdere studies nodig zijn.

  1. Dreier, J. P., Major, S., Foreman, B., Winkler, M. K., Kang, E. J., Milakara, D., … & Andaluz, N. (2018). Terminal spreading depolarization and electrical silence in death of human cerebral cortex. Annals of neurology, 83(2), 295-310.
  2. Ayad, M., Verity, M. A., & Rubinstein, E. H. (1994). Lidocaine delays cortical ischemic depolarization: relationship to electrophysiologic recovery and neuropathology. Journal of neurosurgical anesthesiology, 6(2), 98-110.
  3. Somjen, G. G. (2004). Irreversible hypoxic (ischemic) neuron injury. In Ions in the Brain (pp. 338-372). Oxford University Press, New York.