Onderzoek: hersenen hebben moleculaire aan-uit knop

Leuvense onderzoekers hebben ontdekt dat in de hersenen van muizen een moleculaire aan-uit knop bestaat, die regelt hoe de hersenen reageren bij zichtverlies.

Trefwoorden: #hersenplasticiteit, #Julie Nys, #KU Leuven, #Laboratorium voor Neuroplasticiteit en Neuroproteomics, #Lut Arckens, #moleculaire aan-uit knop, #muizen, #zintuigen

Lees verder

research

( Foto: Database Center for Life Science (DBCLS )

ENGINEERINGNET.BE - Staat de knop aan, dan zal het verlies van één oog gecompenseerd worden door het andere oog én door de snorharen. Staat de knop af, dan zal alleen het andere oog overnemen.

Dit werd aangetoond in een studie van onderzoekers van het Leuvense Laboratorium voor Neuroplasticiteit en Neuroproteomics.

Onze hersenen zijn kneedbaar: die plasticiteit komt van pas op jonge leeftijd maar ook later, bijvoorbeeld bij schade aan het centraal zenuwstelsel. Als je aan één oog blind wordt, verliezen je hersenen input, maar ze zullen dat compenseren.

Biochemicus Julie Nys: "Bij muizen bestaan er twee soorten van visuele hersenplasticiteit. In eerste instantie geeft het resterende, goede oog extra input door aan het gebied op de hersenschors dat oorspronkelijk door het verloren oog bediend werd. En na een tijdje springen de snorharenbij. Na een aantal weken is het ‘verloren’ hersengebied weer helemaal ingepalmd en de hersenactiviteit er weer even groot als voordien."

Bij het herstel is er dus plasticiteit over de grenzen van de zintuigen heen: crossmodale neuroplasticiteit. Die blijkt leeftijdsafhankelijk te zijn, en dat op een onverwachte manier.

“Bij volwassen muizen nemen én het goede oog én de snorharen het over. Maar bij jonge tienermuizen alleen het goede oog. En dat terwijl je bij jonge dieren net meer plasticiteit zou verwachten, omdat de hersenen enorm veranderen tijdens de adolescentie.”

Nys ontdekte ook dat de hersenen van volwassen muizen terug naar de adolescente reactie gebracht kunnen worden.

"Als je volwassen muizen eerst een tijd in het donker zet alvorens hun oog wordt verwijderd, was het herstel niet meer maximaal: de andere zintuigen sprongen minder bij, net zoals bij adolescente muizen. De respons van de hersenen verjongt dus na een tijdje in het donker."

Dat betekent dus dat hersenen kunnen reguleren of andere zintuigen al dan niet bijspringen. Hoe dat gebeurde, was tot nu toe onbekend.

"De hersenstructuur van adolescente en volwassen muizen is hetzelfde, dus dat maakt het verschil niet. Dat deed ons vermoeden dat er een moleculaire aan-uit knop was die ervoor zorgt dat de snorharen overnemen of niet."

"Door verschillende moleculen die hersenactiviteit beïnvloeden te vergelijken, kwamen we op het idee om plasticiteit te veranderen met het kalmeermiddel indiplon, dat inwerkt op communicatie tussen hersencellen, net zoals de activiteitsremmende neurotransmitter of signaalstof GABA."

"Als we indiplon toedienen bij volwassen muizen, zien we dat de crossmodale plasticiteit onderdrukt wordt: het herstel spitst zich toe op het open oog, maar zonder dat de snorharen bijspringen: we hebben de snorharen als het ware ‘uit’ gezet."

Met het oog op medische toepassingen is het inzicht in neuroplasticiteit cruciaal, legt professor Lut Arckens uit.

“Voor mensen met gehoorverlies bestaan er cochleaire implantaten, bijvoorbeeld. Op jonge leeftijd werken die heel goed. Maar soms is men te laat: dan worden de hoorgebieden op de hersenschors al te veel gestuurd door andere zintuigen en het is moeilijk om dat weer om te keren.

Het zou mooi zijn om dan crossmodale plasticiteit te kunnen onderdrukken. In andere gevallen wil je crossmodale plasticiteit net versnellen, om het herstel in de juiste richting te duwen."

"Maar dit vergt nog veel verder onderzoek en het is alvast duidelijk dat we bij ingrepen meer rekening moeten houden met hoe zintuigelijke systemen elkaar beïnvloeden in de hersenen.” (bron: KU Leuven) - Wikipedia)