Bron bij Hersenwerking: neuronen 28 feb.2007

De Volkskrant, 24-02-2007, door Huib Mansvelder

Canon (8) | Het brein

Een netwerk om te onthouden

Elke hersencel in het brein heeft contact met duizenden andere. In de sterkte van de verbindingen zit ons geheugen.


Pas op! Het lezen van dit stuk verandert uw hersenen. Als u het uit hebt, zijn de moleculen in uw brein en misschien zelfs uw hersencellen veranderd. Want alles wat we onthouden, wordt vastgelegd in de grijze massa in ons hoofd. Maar hoe gebeurt dat?
    Wie weleens in een restaurant kalfshersenen heeft besteld, weet dat hersenen eruit zien als een stevige grijze pudding. Toch heeft de pudding wel degelijk structuur, hij is opgebouwd uit ongeveer honderd miljard cellen, neuronen, die al het werk in uw hersenen doen. Ze vormen een gigantisch netwerk waarin ieder neuron met duizend tot tienduizend andere hersencellen in contact staat. In dat netwerk liggen al uw herinneringen opgeslagen. Van de zin die u net gelezen heeft, tot de geur van uw kleuterschool.
    Door de ontwikkeling van sterk vergrotende microscopen en de uitvinding van een kleuringsmethode om hersencellen zichtbaar te maken, zijn de neuronen sinds de tweede helft van de 19de eeuw te zien. Ze bestaan uit een cellichaam met vele uitlopers, als tentakels uit het lichaam van een inktvis. Iedere hersencel heeft twee soorten uitlopers, de ene ontvangt signalen van andere cellen, de andere soort zendt juist informatie uit.
    De neuronen communiceren met elektrische en chemische signalen. Ze praten voortdurend met elkaar, of we nu slapen of wakker zijn. In de antennes van de hersencel worden chemische boodschappen van andere hersencellen omgezet in elektrische signalen.
    Elektriciteit is snel. Een wedstrijdje tennis zou onmogelijk zijn als onze hersencellen niet met elektriciteit zouden werken. De uitlopers van hersencellen die onze armen en benen laten bewegen, zijn heel lang. Om snel genoeg in beweging te komen om op tijd de bal terug te slaan, hebben we de elektrische impulsen hard nodig. Zonder, zouden we nog geen meter kunnen lopen.
    Niet alle hersencellen zijn hetzelfde. Zij hebben zich allemaal gespecialiseerd zodat het brein zoveel verschillende dingen kan, zoals lezen en tennissen. Gespecialiseerde zenuwcellen in uw ogen vangen het licht van de letters die u nu leest op. Anderen hebben zich toegelegd op de smaak van koffie, of het aansturen van de spieren in uw arm om het kopje te pakken. Van het merendeel van de hersencellen is nog niet bekend waarin ze gespecialiseerd zijn.
    De specialisatie is gebaseerd op eiwitten, grote moleculen die bepaalde chemische reacties kunnen uitvoeren. Zo zien we bijvoorbeeld dankzij het eiwit rhodopsine, dat heel gevoelig is voor licht. Vanaf het moment dat u ’s ochtends uw ogen opent, verandert rhodopsine de elektriciteit van zenuwcellen in uw netvlies, de staafjes en kegeltjes.
    Ook hoe wij de wereld ruiken, horen, voelen en proeven wordt in eerste instantie bepaald door de eiwitten in onze zenuwcellen. Een pittige curry wordt door u als ‘heet’ ervaren omdat de capsaďcine die in pepers zit, aan eiwitten in uw mond bindt. Zonder die ‘peper-eiwitten’ zou u chilipepers als een fris tussendoortje eten.
    Veel dieren maken gebruik van andere eiwitten dan wij en ervaren de wereld op een totaal verschillende manier. Wij zijn doof voor de hoge tonen die honden horen, en zien het ultraviolette licht niet dat bijen zien. Het is nog moeilijker voor te stellen hoe een vleermuis zijn omgeving ervaart uit de weerkaatsing van geluid dat hij zelf voortbrengt. Of hoe vissen die de elektrische dichtheid van voorwerpen verkennen met stroomstootjes, de wereld ‘zien’. Hun elektrisch orgaan heeft eiwitten die elektrische velden waarnemen.
    Eigenlijk hebben we met onze vijf zintuigen maar een zeer beperkt beeld van de wereld om ons heen. Toch zijn er vele mogelijkheden om de menselijke waarneming uit te breiden. Verloren euro’s op het strand vinden we makkelijk terug met een metaaldetector. Radioactieve straling meten we met een geigerteller en om infrarood licht te zien hebben we speciale (nacht-)kijkers. De apparaten vertalen het signaal dat wij niet zelf kunnen opvangen in een signaal dat onze zintuigen wel kunnen waarnemen, licht of geluid.
    Niet alleen onze waarneming wordt bepaald door eiwitten. Eiwitten slaan ook herinneringen op in onze hersenen. Of het nu het gezicht van uw nieuwe collega is, of het pianostuk waar u zo hard op hebt gestudeerd, hersencellen hebben de benodigde informatie in de contactpunten opgeslagen. Wanneer een herinnering wordt vastgelegd, veranderen de contactpunten tussen hersencellen in sterkte. Boodschappen van andere hersencellen worden zo luider of zwakker ontvangen. Niet van allemaal tegelijk, maar voor ieder contactpunt wordt het volume apart bijgesteld. Als bij muizen door genetische modificatie het volume-eiwit uit de antennes wordt weggehaald, zijn ze hun geheugen kwijt. Door de werking van dezelfde eiwitten te versterken, kunnen ze juist beter leren. Bij verstandelijk gehandicapten ontwikkelen de contactpunten tussen hersencellen zich niet goed. Het is daardoor moeilijker iets te onthouden.
    Omdat het aantal contactpunten tussen de honderd miljard hersencellen ongelofelijk groot is, is de opslagcapaciteit van ons brein enorm. Door het volume van contactpunten bij te stellen, worden onze herinneringen structureel vastgelegd in de verbindingen tussen hersencellen. Soms een heel leven lang. Maar vaak sterven de hersencellen en hun contactpunten eerder af als we ouder worden. Dan verdwijnen ook de herinneringen die in de contactpunten geschreven waren. Zo zult u waarschijnlijk ook dit stukje ooit weer vergeten.


Auteur Huib Mansvelder (1968) is universitair hoofddocent neurobiologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam en lid van De Jonge Akademie; een groep jonge onderzoekers die zich wetenschappelijk hebben onderscheiden. Mansvelder onderzoekt hoe netwerken van hersencellen informatie opslaan, en hoe dit vermogen verandert bij blootstelling aan verslavende stoffen zoals nicotine en alcohol.


Terug naar Ratio en emotie , Psychologie lijst , Psychologie overzicht , of naar site home .
 

[an error occurred while processing this directive]