Menu

Levelt Groep

Leervermogen tijdens ontwikkeling bepaald door ander hersengebied dan verwacht

Tijdens de kindertijd kunnen veel vaardigheden en functies alleen in zogenaamde kritische periodes geleerd worden. Er wordt verondersteld dat het openen en sluiten van deze kritische periodes gebeurt in de hersenschors, de buitenste schil van de hersenen. Onderzoekers van het Nederlands Herseninstituut hebben echter ontdekt dat een structuur diep in het brein een cruciale rol speelt bij de regulatie van deze kritische periodes. Deze ontdekking, die vandaag gepubliceerd is in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Nature Neuroscience, is belangrijk voor ons begrip van ontwikkelingsstoornissen in het brein, variërend van een lui oog tot verstandelijke beperkingen.

Kritische periodes

Alleen tijdens kritische periodes in de ontwikkeling van de hersenen kun je perfect vaardigheden en functies leren, zoals spreken of het zien in 3D met twee ogen. Als deze leermomenten tijdens de ontwikkeling niet goed verlopen, ondervind je daar de rest van je leven problemen van.

Een halve eeuw van onderzoek naar hoe de hersenen leren om de visuele input van twee ogen te integreren heeft tot de conclusie geleid dat dit proces plaatsvindt en geregeld wordt in de visuele hersenschors. Neurowetenschapper Christiaan Levelt en zijn team hebben nu de verrassende ontdekking gedaan dat een ander hersengebied, de thalamus; verantwoordelijk voor het doorgeven van de informatie van de ogen aan de visuele hersenschors, óók een cruciale rol speelt bij het openen van deze kritische periodes.

Door gebruik te maken van elektrofysiologische metingen in genetisch gemodificeerde muizen toonden zij aan dat de thalamus remmende zenuwcellen bevat die bepalen hoe efficiënt de hersenen leren de input van beide ogen te integreren. Levelt: “Om ontwikkelingsstoornissen te behandelen, volstaat het heropenen van de kritische periode in de visuele schors mogelijk niet. Onderzoek moet zich niet beperken tot de hersenschors maar moet zich ook richten op de thalamus en op de manier waarop deze informatie voorbewerkt voordat deze de schors binnenkomt.”

Gezichtsvermogen

Dit onderzoek biedt mogelijk hoop voor mensen met albinisme, die vaak een beperkt binoculair gezichtsvermogen hebben als gevolg van de misrouting van de oogzenuwen naar de thalamus. Levelts team ontdekte dat, in tegenstelling tot de gangbare mening, de plasticiteit van binoculair gezichtsvermogen ook in de thalamus zelf voorkomt, wat erop wijst dat kinderen met albinisme dit door oefening zouden kunnen verbeteren.

 

Delen

Levelt Groep

Het brein van jonge mensen en dieren heeft een groot vermogen om vaardigheden te leren variërend van het zien met twee ogen tot het begrijpen van complexe sociale situaties. Het leren van verschillende vaardigheden gebeurt vaak tijdens vastgestelde fases in de de ontwikkeling, die “kritische periodes” worden genoemd. Aan het einde van een kritische periode wordt de vergaarde kennis vastgelegd, zodat we er ons leven lang gebruik van kunnen maken. De keerzijde is dat wat we niet of niet goed geleerd hebben, een leven lang problemen kan opleveren. Het is daarom van belang om te begrijpen hoe leerprocessen tijdens kritische periodes en in het volwassen brein verschillen en hoe kritische periodes afgesloten worden.

Het laboratorium van Christiaan Levelt bestudeert deze processen in de visuele hersenschors. Het laboratorium is daarbij bijzonder geïnteresseerd in de rol van zogenaamde “interneuronen”, hersencellen die de activiteit van andere hersencellen onderdrukken. Deze interneuronen blijken het starten en eindigen van kritische periodes te controleren. Maar ook in het volwassen brein reguleren deze hersencellen leerprocessen onder bepaalde omstandigheden.

Het lab onderzoekt op welke manieren deze interneuronen leerprocessen sturen en hoe dit mis kan gaan bij ontwikkelingsstoornissen van de hersenen. Een cruciale vraag hierbij is hoe we het leervermogen van het jonge of volwassen brein kunnen verhogen. Dit kan leiden tot nieuwe benaderingen voor de behandeling van ontwikkelingsproblemen van het brein, het herstellen van hersenschade, het tegengaan van verouderingsprocessen en het laten aanpassen van de hersenen aan visuele prothesen.

Lees meer