Kole Groep

Maarten Kole:

‘Feitelijk,’ zegt Maarten Kole, ‘zit er een enorme elektriciteitsfabriek tussen je oren.’ Als hij dat uitlegt, hoor je het bijna knetteren. We hebben meer dan 80 miljard zenuwcellen. Al die cellen communiceren met elkaar door middel van actiepotentialen, korte elektriciteitsgolfjes. Die ontvangen ze met behulp van dendrieten, die eruitzien als vertakkingen van een boom. Hun axonen, vergelijkbaar met de boomwortels, versturen op hun beurt informatie naar duizenden andere cellen.

De meeste cellen vuren een impuls maar één keer per seconde, maar dat geldt niet voor de laag-5-cel die Kole onderzoekt. Deze gigant onder de hersencellen vuurt maar liefst vier keer per seconde. Hij is daarmee verantwoordelijk voor 60 procent van alle elektrische impulsen in onze hersenschors wanneer we iets zien, horen of waarnemen.’ Kole: ‘Bedenk dan ook dat er tienduizenden ion-kanalen zitten op één gebied aan het begin van elk axon, en dat die zich continu verversen. Het is eigenlijk ongelofelijk dat je, als je wakker wordt, nog steeds dezelfde ideeën hebt als de dag ervoor. Een hersencel is nooit af, maar ondanks die plasticiteit hebben je hersenen ook een bepaalde stabiliteit.’

In die verbazingwekkende wereld van het brein heeft Kole speciale interesse voor myeline, de stof – of beter: het gebrek eraan – die een centrale rol speelt in de ziekte MS (multipele sclerose). Kole: ‘Volgens de huidige opvatting is myeline een vettige laag isolatiemateriaal die zich rond de zenuwuitlopers wikkelt, en die ervoor zorgt dat de spanningsgeleiding en dus de informatie-uitwisseling tussen de zenuwcellen snel verloopt. Maar wij denken dat er binnen de myeline, en ook tussen de myeline en de zenuwcel, nog allerlei tussenruimtes zijn waar elektrische stroom doorheen kan lopen. En dat is nogal een revisie van de huidige denkbeelden.’

Kole probeert te meten wat dat betekent voor de manier waarop de elektrische geleiding plaatsvindt en de wijze waarop de actiepotentialen zich precies verplaatsen. Een heel ingewikkelde klus: ‘Die myelinelagen en zenuwcelmembranen zitten soms nanometers dicht naast elkaar, en bedenk dan dat één nanometer honderdduizend-maal kleiner is dan de diameter van een haar…’ Voor dat meetwerk kan Kole gebruikmaken van een nieuwe techniek. In de regel wordt elektrische spanning gemeten met versterkers, maar in Kole’s lab is een techniek ontwikkeld waarbij een fluorescerende stof de mate van spanning laat zien: ‘Een soort spanningszoeker waarbij de mate van lichtintensiteit aangeeft wat het potentiaalverschil is over een celmembraan.’ Dat beeld ziet er anders uit dan hij had verwacht: ‘Ik dacht dat er een golf zou zijn die op een constante manier doorloopt, maar er blijkt sprake van verspringingen in ruimte en tijd; iets wat we nooit eerder hebben gezien. Dat patroon vertelt ons ook iets over de myeline: hoe goed die isoleert, of dat anders in zijn werk gaat dan we nu denken, en of die überhaupt wel isoleert.’

Tijdens dat meten en turen ontdekte Kole dat er in de myeline nog nanoruimtes zijn waarin tot zijn verrassing mitochondria zaten, de energiecentrales van een cel. De energie die deze mitochondria daar produceren, wordt gebruikt om myeline mee te maken. Kole: ‘Onderzoekers hebben al eerder gezien dat een slechtere energieproductie van de mitochondria in zenuwcellen samenhangt met myelineverlies. Mitochondria binnen de myeline zelf, de plek waar het zich allemaal afspeelt, zijn voor de reparatie van myeline na schade waarschijnlijk van nog groter belang. Van dat proces willen we daarom graag het fijne weten.’