‘Spontane breinactiviteit bij baby’s bereidt de hersenen voor op de rest van het leven’

Interview met Christian Lohmann

Bioloog Christian Lohmann is geïnteresseerd in de spontane activiteit in het brein. ‘Die is belangrijk voor de ontwikkeling van het brein. Hapert die, dan gaan er dingen mis.’

Spontane breinactiviteit is pas eind jaren tachtig ontdekt. Ze zit tussen nature en nurture in: ze wordt niet genetisch bepaald, en vindt al plaats voordat er sprake is van ervaring of leren. ‘Denk bijvoorbeeld aan het fascinerende feit dat baby’s al meteen na de geboorte kunnen zien,’ zegt Lohmann. ‘Ze herkennen vrij snel gezichten, en daar zijn geen leerprocessen bij betrokken. Het brein moet daarop voorbereid zijn.’

Dat spontane activiteit belangrijk is voor het organiseren van de verbindingen tussen zenuwcellen, is bekend. Maar hoe? Om dat te achterhalen, bekeken onderzoekers uit Lohmanns groep het activiteitspatroon van individuele synapsen. ‘We ontdekten dat een synaps het prima doet als hij tegelijk met zijn buursynapsen actief is. Is een synaps actief op andere momenten dan zijn buren, dan krijgt hij het moeilijk: zijn activiteit neemt steeds verder af. Zelfs als we een synaps tegelijk stimuleren met synapsen die verder weg zitten, wordt hij steeds minder actief. Een synaps doet het dus alleen maar goed als hij synchroon actief is met zijn directe buren.’ Conclusie: ook bij spontane breinactiviteit komen de juiste verbindingen niet willekeurig tot stand – iets wat het woord ‘spontaan’ suggereert – maar heel gericht.

‘Ook bij spontane hersenactiviteit komen de juiste verbindingen in het brein heel gericht tot stand’

Wordt de spontane activiteit farmacologisch geblokkeerd, dan is er geen sprake meer van ‘burengedrag’ en gaat die activiteit alle kanten op. ‘Daardoor gaat er veel informatie verloren, want die komt niet op de juiste bestemming aan.’ Dit effect zou een rol kunnen spelen bij neurologische ontwikkelingsstoornissen, zegt hij. ‘Dat weten we nog niet, want daarvoor moeten we eerst uitvinden welke informatie door buursynapsen geclusterd wordt doorgegeven en hoe dat gebeurt.’ Ook als er sprake is van onvoldoende spontane activiteit of als die activiteit het verkeerde patroon heeft, ontstaan er fouten in het zich ontwikkelende brein.

Lohmanns volgende doel is om dit mechanisme, dat hij tot nu toe in plakjes hersenweefsel bekeek, te onderzoeken bij pasgeboren muizen. Muizenbaby’s openen hun ogen pas twee weken na hun geboorte, tot die tijd zijn ze blind. ‘Dat geeft ons de mogelijkheid bij hen spontane activiteit te onderzoeken.’ Het is een ingewikkelde puzzel, zegt hij. ‘Dit houdt ons nog minstens vijf jaar bezig.’