fbpx
Menu
Portretfoto Joost Verhaagen Portretfoto Chris de Zeeuw

Niet zomaar een omhulling

Leergedrag wordt beïnvloed door bepaalde structuren in het brein. Onderzoekers van het Nederlands Herseninstituut hebben aangetoond dat karakteristieke structuren, die zenuwcellen in het brein omhullen, cruciaal zijn voor het vormen en veranderen van connecties tussen deze zenuwcellen. Deze zenuwcellen zijn betrokken bij het motorisch geheugen, dat bijvoorbeeld verantwoordelijk is voor het leren fietsen. De ontdekking is gepubliceerd in The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en verschaft nieuwe inzichten in de vorming en het opslaan van herinneringen in het brein.

Leergedrag beïnvloed door structuren in het brein

Veroudering van het brein gaat hand in hand met verminderde flexibiliteit van contactpunten tussen zenuwcellen, ofwel synapsen. Die verminderde flexibiliteit is een gevolg van inkapseling van zenuwcellen door een netwerk van eiwitten en koolhydraten. Dit netwerk wordt ook wel een perineuronaal net genoemd. In deze studie brachten de onderzoekers (Verhaagen groep en De Zeeuw groep), in samenwerking met de Universiteit van Turijn en de Universiteit van Cambridge, een opmerkelijke verandering in de structuur van synapsen tot stand. Ze verbeterden leervaardigheden van muizen door perineuronale netten af te breken. Na het afbreken van de netwerken konden de muizen zich echter niet meer goed herinneren wat ze hadden geleerd. Dit geeft aan dat voor het opslaan van de geleerde informatie intacte structuren nodig zijn. “Dit is de eerste keer dat is aangetoond dat veranderingen in perineuronale netten een grote rol spelen bij motorisch leren en het motorisch geheugen”, vertelt Daniela Carulli, onderzoekster bij het Nederlands Herseninstituut en eerste auteur van de studie.

Verandering van perineuronale netten

Kinderen kunnen in het algemeen veel beter leren dan volwassenen, van het beheersen van een nieuwe taal tot het bespelen van een muziekinstrument. Dit is mogelijk dankzij de flexibiliteit van de connecties tussen zenuwcellen in het jonge brein. “We hebben ontdekt dat perineuronale netten strikte controle uitoefenen als het gaat om leren en het geheugen in het volwassen brein”, legt Carulli uit. De wetenschappers onderzochten een klassieke vorm van leren, genaamd ‘oogknipper-conditionering’. Deze vorm van leren is afhankelijk van het cerebellum, een hersenregio die betrokken is bij beweging. “Onze resultaten geven aan dat er minder netstructuren zijn tijdens de leerfase, maar dit wordt weer hersteld in latere fases wanneer herinneringen worden versterkt”, gaat Carulli verder.

Er is nog steeds veel onbekend over hoe perineuronale netten flexibiliteit, en daarmee cognitieve functies precies besturen. Het is cruciaal hier meer over te leren om zo therapeutische strategieën te vinden waarmee cognitieve achteruitgang van ouderen of patiënten met neurologische stoornissen kunnen worden aangepakt.

Delen
Portretfoto Joost Verhaagen

Verhaagen Groep

Wereldwijd hebben vier miljoen mensen een dwarslaesie: een forse beschadiging van het ruggenmerg waardoor de hersenen er niet meer in slagen de spieren aan te sturen. Een dwarslaesie ontstaat vaak door een ongeval, maar bijvoorbeeld ook doordat een armpje van een ongeboren baby tijdens de bevalling klem zat in het geboortekanaal. Een chirurg kan deze mensen opereren, maar dit leidt vaak maar tot gedeeltelijk herstel. Een nieuwe gentherapie kan op termijn waarschijnlijk wel een oplossing bieden.

Het laboratorium voor Neuro-regeneratie onderzoekt zenuwweefselschade en -herstel. Bij een dwarslaesie kunnen de hersenen geen boodschappen meer sturen naar de spieren, omdat de zenuwvezels tegengehouden worden door het littekenweefsel dat in het ruggenmerg is ontstaan. Wij willen dit littekenweefsel doordringbaar maken voor zenuwvezels, zodat ze erdoorheen kunnen groeien naar de spieren aan de “overkant”. Dan kunnen de hersenen weer met spieren communiceren.

Meer weten over dit onderzoek en gentherapie? Luister dan deze aflevering van de Master the Mind podcast:

Lees meer
Portretfoto Chris de Zeeuw

De Zeeuw Groep

Een van de belangrijkste uitdagingen in de neurowetenschappen is om te ontrafelen hoe het geheugen werkt. De groep van Chris de Zeeuw probeert dit centrale thema te onderzoeken door de signalen van de kleine en de grote hersenen te bestuderen tijdens het aanleren van bewegingen.

In de podcast Master the Mind vertelt Chris de Zeeuw meer over het onderzoek van zijn team naar de kleine hersenen. Luister je mee?

Q & A Lecture chris de zeeuw

Onderzoek naar de kleine hersenen

Chris de Zeeuw vertelt in het kort over zijn onderzoek

 

 

Interview voor Erasmus Studio

Chris de Zeeuw slaagde er – onder meer dankzij nieuwe, zeer nauwkeurige meettechnologie – in om voor het eerst inzichtelijk te maken wat er in de hersenen gebeurt als we een gedachte hebben, ons concentreren of een keuze proberen te maken. Zijn bevindingen (die leidden tot publicaties in Nature en Science Advances) worden alom bejubeld en gezien als een paradigmashift in het hersenonderzoek.

 

Eredoctoraat voor Karl Deisseroth

Prof. Karl Deisseroth ontvangt een eredoctoraat uit handen van Chris de Zeeuw, voor zijn baanbrekende hersenonderzoek. Hij wordt gezien als de grondlegger van de optogenetica, een techniek die het mogelijk maakt om met licht specifieke hersencellen te activeren. Deisseroth kreeg zijn eredoctoraat in het kader van de 108e dies natalis van de Erasmus Universiteit Rotterdam (EUR) op maandag 8 november met als thema Health, Technology & Society.

Lees meer