Dagblad De Pers, 17-09-2009, door Marcel Hulspas 17 sep.2009

Neurologie | Lof der Geneeskunst

Beter leren luisteren naar het brein

Hoe communiceren onze neuronen? Chris de Zeeuw luisterde ze af, en deed een opmerkelijke ontdekking.

Neurologen weten al heel veel over hoe we dingen aanleren. Welke hersengebieden en stoffen daarbij betrokken zijn. Ze weten ook dat de kennis die een mens (of een proefdier) overdag opdoet, voor een belangrijk deel ’s nachts wordt vastgelegd in het geheugen. Tijdens het slapen. De Rotterdamse hoogleraar Chris de Zeeuw wil weten hoe dat precies in zijn werk gaat – en ontdekte iets opmerkelijks: ‘Neuronen geven uiterst korte signaaltjes af. Spikes, noemen we die. En naarmate een neuron sterker gestimuleerd wordt, geeft hij meer spikes af. Dat is dé manier waarop neuronen met elkaar communiceren, dacht men tot voor kort. Maar wij hebben een tweede, veel subtieler signaal ontdekt.’
    Het geheim zit hem in een tot nu toe nog maar nauwelijks onderzocht type neuronen, de ‘inter-neuronen’, die ook deel uitmaken van het systeem. Het was al bekend dat die invloed uitoefenen op de overdracht van signalen, en men wist dat je ze kon lamleggen door een bepaald gen te blokkeren. Wij hebben nu ontdekt dat ze een belangrijke rol spelen.’

In de slaap ging het mis
De Zeeuw en zijn medewerkers kweekten een genetisch gemanipuleerde muis waarbij die inter-neuronen waren lamgelegd in een deel van het brein dat verantwoordelijk is voor een specifiek leerproces. Op het eerste gezicht leek dat de muizen niet te deren. Ze leerden overdag net zo snel als gewone muizen. Maar tijdens de slaap, wanneer het tijd werd het geleerde vast te leggen in het geheugen, ging het mis. De gemanipuleerde muizen moesten de volgende dag, zogezegd, weer van voren af aan beginnen. Die inter-neuronen, waarvan iedereen dacht dat ze er maar ‘bijhingen’, blijken van groot belang.
    De Zeeuw legt uit: ‘De neuronen ‘hogerop’ die het geheugen vormen, worden voortdurend gebombardeerd met signalen van neuronen ‘beneden’, die allemaal om aandacht vragen. Ergens daartussen hangen die inter-neuronen. Het uitschakelen daarvan heeft geen invloed op de sterkte van het signaal richting geheugen, maar het patroon is daarna wel regelmatiger. Dat komt doordat de inter-neuronen signalen afgeven aan het systeem, zodanig dat er, direct na een signaal, heel even geen signalen van andere neuronen worden doorgegeven. Er treedt, om het zo te zeggen, heel even stilte op, waardoor het eerste signaal, waar het om draait, ‘hogerop’ meer opvalt. Dat maakt het opslaan een stuk makkelijker.’
   Daarmee sloegen De Zeeuw en zijn team twee vliegen in één klap: ‘Tot nu toe wist niemand wat de functie was van die inter-neuronen. Dat weten we nu. En we hebben een compleet nieuw type signaaloverdracht ontdekt. De directe respons op een signaal (sterker signaal geeft meer spikes) is het belangrijkste, maar er komt iets heel anders bij kijken. Dat is natuurlijk zeer interessant. Wereldwijd houden honderden onderzoeksgroepen zich met het geheugen bezig, en een aantal daarvan werkt ook aan de rol van inter-neuronen. Maar De Zeeuw was de eerste die deze vraag kon beantwoorden. Het onderzoek verscheen half augustus in het gerenommeerde vakblad Nature Neuroscience. Maar heeft deze vondst nog praktische consequenties?
    ‘Zeker! Voor ál het onderzoek naar de werking van het geheugen. Wij doen hier alleen onderzoek naar het motorisch geheugen, de plek in ons brein waar onze motorieke vaardigheden worden vastgelegd. Dat gebeurt in de kleine hersenen, het cerebellum, aan de achterkant van het brein. Andere vormen van leren vinden elders in het brein plaats – maar ook daar zitten inter-neuronen. Daar vindt ongetwijfeld iets vergelijkbaars plaats.’

Communiceren met het brein
Denken en doen is het thema van de Erasmus MC publiekslezing die De Zeeuw op 9 oktober zal uitspreken. Hij heeft voor die bijzondere dag de Amerikaanse neurowetenschapper John Donoghue uitgenodigd, die aan de Amerikaanse Brown Universiteit onderzoek doet naar de mogelijkheden om met volledig verlamde mensen te communiceren – direct met hun brein. De Zeeuw: ‘Donoghue neemt hersensignalen en gebruikt ze om mensen die compleet verlamd zijn, die zich op geen enkele manier kunnen uiten (het ‘locked-in syndroom’ heet dat) weer te laten communiceren met hun omgeving. Hij verbindt hun brein met een computer, analyseert de signalen van bepaalde neuronen in hun brein, en ‘leert’ deze mensen hoe ze, door die signalen te manipuleren, bijvoorbeeld een cursor over het beeldscherm kunnen laten bewegen. Dat is al een geweldige stap vooruit! Daarmee kunnen ze voor het eerst weer reageren op hun omgeving. Donoghue maakt bij de analyse van die neurale signalen nog geen gebruik van onze bevindingen, maar ik hoop dat het ooit zover komt, en dat er dan nog veel meer mogelijk wordt. Hier aan de universiteit werken we aan een systeem waarbij we een computer direct laten communiceren met een echt brein, en daarbij spelen onze resultaten zeker een grote rol. Doordat we de rol van die inter-neuronen begrijpen, kunnen we nu, zogezegd, veel beter luisteren.’


Naar Beslissingen , Psychologie lijst , Psychologie overzicht , of site home .
 

[an error occurred while processing this directive]