Voor het eerst zijn nieuw aangemaakte neuronen gezien in een levend brein. Deze hersencellen zijn essentieel voor het geheugen.
Afbeelding: Nathan Danielson, Losonczy Lab, Columbia University
Het onderzoek laat zien dat nieuw aangemaakte neuronen in een volwassen muizenbrein essentieel zijn bij het maken van onderscheid tussen verschillende herinneringen. Deze ontdekking kan zorgen voor betere behandelingen tegen depressie, angst- en stressstoornissen.
Lange tijd werd gedacht dat we het moeten doen met de hersencellen waarmee we worden geboren. Nu weten we dat bepaalde gebieden van het brein nieuwe neuronen blijven maken. Plakjes hersenweefsel laten zien dat de meeste nieuwe hersencellen worden gemaakt in de hippocampus, een hersenstructuur die cruciaal is voor leren en geheugen.
Lichtgevende neuronen
Nieuw aangemaakte neuronen waren tot nu toe nog nooit in actie gezien in een levend dier. Attila Losonczy van het Columbia University Medical Center in New York en zijn collega’s, combineerden verschillende technieken om dit resultaat te bereiken. Ze implanteerden een apparaatje met een miniatuurmicroscoop in de hersenen van levende muizen. Deze muizen waren gemodificeerd zodat nieuw aangemaakte neuronen licht gaven.
Het team bekeek de activiteit van de cellen terwijl ze experimenten met de muizen uitvoerden. Op deze manier konden ze de functie van de cellen achterhalen. Bij een van die experimenten liep een muis in een tredmolen terwijl het team veranderingen in de omgeving aanbracht. De muis kon bijvoorbeeld een lage toon horen, banaan ruiken en blauw licht zien. Daarna kon de muis citroen ruiken en een flikkerend licht zien. Bij sommige van deze signalen kreeg de muis een lichte elektrische schok. Zo leerde de muis bepaalde signalen met een onprettige ervaring te associëren.
Uitschakelen
De onderzoekers deactiveerden de nieuw aangemaakte neuronen vervolgens met optogenetica. Deze techniek kan specifieke cellen uitschakelen door middel van licht. Hierna konden muizen geen onderscheid meer maken tussen signalen die een schok voorspelden en signalen die veilig waren. Ze werden nu bang van alle signalen.
Deze ontdekking suggereert dat nieuwe cellen een belangrijke rol hebben bij geheugenprocessen die zorgen dat dieren onderscheid kunnen maken tussen verschillende herinneringen’, zegt Losonczy.
Behandeling
Bij mensen met paniek- en angststoornissen zie je vaak dat ze geen onderscheid kunnen maken tussen twee verschillende maar vergelijkbare gebeurtenissen zegt coauteur René Hen. Dit suggereert dat nieuwe neuronen, of juist het gebrek hieraan, een rol spelen bij zulke aandoeningen.
De resultaten kunnen ook inzicht geven in andere stoornissen. Bij mensen met depressie of schizofrenie lijkt de aanmaak van nieuwe neuronen verzwakt. Omdat de meeste antidepressiva de aanmaak van nieuwe hippocampusneuronen stimuleren, kunnen deze experimenten relevant zijn voor behandeling van depressie.
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: