Premature baby’s -die met dertig weken zwangerschap of eerder geboren worden en minder dan een kilo wegen- hebben vaak te kampen met allerlei problemen. Onrijpheid van orgaansystemen, zoals het hart, de longen en de darmen, maar ook de hersenen kunnen nog niet ver genoeg ontwikkeld zijn. Bijna een kwart van deze te vroeg geboren baby’s krijgt daardoor te maken met een abnormale cognitieve ontwikkeling.

In het Máxima Medisch Centrum proberen ze zo vroeg mogelijk te ontdekken of baby’s hersenschade hebben. Een van de manieren om de babyhersenen te onderzoeken is met Diffusion Tensor Imaging, een speciale MRI-techniek. “Met DTI meet je de diffusie van watermoleculen en kun je daardoor structuren -zoals in dit geval witte-stofvezels in de hersenen- op microscopisch niveau zichtbaar maken. Maar om uit de DTI-beelden een hersenstructuur te reconstrueren heb je wel de juiste algoritmes nodig”, legt Lucia Fonseca uit.

En dat is precies waar de Portugese BMT-studente zich de afgelopen maanden mee bezig heeft gehouden. In het kader van een Europese uitwisseling kwam ze als tweedejaars naar Nederland, keerde voor haar master weer terug naar de TU/e en is nu zo geboeid geraakt door de combinatie gezondheidszorg en hardcore wiskunde dat ze op dit gebied graag als promovenda aan de slag wil.

Ondertussen tovert ze op haar laptopscherm een kleurrijk vezelpatroon tevoorschijn. “Elk kleurtje stelt een specifiek hersenonderdeel voor. We hebben al een zogenaamde brain atlas gemaakt, een standaard reconstructie van een gezond prematuur brein waarin de onderdelen door artsen benoemd zijn. Het idee is dat toekomstige reconstructies automatisch gelabeld worden. Dat scheelt artsen veel tijd en is bovendien nauwkeuriger; zo kan het bijvoorbeeld per arts sterk verschillen wat tot noise gerekend wordt en wat tot een hersenstructuur. Op een snellere manier in meer detail zien of er iets mis is in het babybrein, dat is ons doel. Bij een baby met ernstige motorische problemen is het meteen duidelijk dat er ergens iets fout zit. Maar er zijn ook veel gevallen waarbij ouders er pas op schoolleeftijd achter komen dat hun kind afwijkend gedrag vertoont. Door een vroege diagnose kunnen deze kinderen en hun ouders eerder begeleid worden en dat kan net het verschil maken.” 

Nieuwe algoritmes werden door Fonseca niet bedacht. Na een uitgebreide literatuurstudie vergeleek ze bestaande methodes die gebruikt worden voor volwassen hersenen en paste die waar nodig aan. Veel computerwerk dus. Maar naast haar vaste plek in de studententuin bij BMT was ze ook wekelijks een dag in het MMC te vinden. “Vooral het overleg tussen ingenieurs en dokters is heel leerzaam. Je ziet de kloof tussen de technologie en de medische wetenschap en het is heel motiverend als je kunt bijdragen aan het dichten van die kloof. Daarnaast is het werken met baby’s ook heel bijzonder. Zo klein en al in de problemen... Het is mooi als je dan als BMT’er je hersens kunt gebruiken.”