August 1st, 2012

De weg vinden werkt anders dan gedacht

Hoe onthoud je de weg naar je werk, de bakker of de badkamer? Daarvoor gebruiken we de hippocampus, maar niet op de manier als hersenonderzoekers lange tijd dachten. Uit experimenten van het Max Planck Instituut in Heidelberg and Oxford University blijkt dat ruimtelijk geheugen anders werkt als er lastige keuzes in het spel zijn.

 

Een belangrijke functie van de hippocampus is het ruimtelijke geheugen: het diepgelegen hersendeel zorgt dat we ons op basis van herinneringen kunnen oriënteren in de omgeving. Wetenschappers gingen er al meer dan 15 jaar vanuit dat dit leervermogen vooral te danken is aan de flexibele eigenschappen van de NMDA-receptor. Dat is een van de vele typen receptoren die zich kunnen bevinden in de celwand van neuronen. De functie van receptoren is cruciaal voor de werking van het brein. Ze ontvangen namelijk de signalen van andere cellen in de vorm van neurotransmitters. Met hun specifieke reactie op deze boodschappermoleculen, beïnvloeden ze processen in de cel. Daarmee zorgen ze dus dat zenuwcellen op elkaars activiteit reageren.

 

Nieuw licht op geheugenprocessen

Van de NMDA-receptoren in de hippocampus is bekend dat ze de mate waarin een cel reageert op signalen van andere cellen langdurig kan veranderen. Dat maakt deze receptor bij uitstek geschikt als basis voor leermechanismen. Uit het onderzoek bij muizen blijkt nu echter verrassend genoeg dat NMDA-receptoren in de hippocampus niet nodig zijn om te leren de weg te vinden op basis van herkenningspunten in de omgeving. Een ontdekking die nieuw licht werpt op de geheugenprocessen in de hippocampus.

 

Het onderzoek laat zien dat het mechanisme dat zorgt voor ruimtelijke oriëntatie ingrijpend verandert zodra er een keuze gemaakt moet worden uit sterk gelijkende herinneringen. Bij het navigeren door een omgeving komt het brein vaak voor lastige beslissingen te staan. Was het nu deze zijstraat of de volgende? Of in het geval van knaagdieren in het laboratorium: lag dat lekkere hapje nu in de linker arm van dit doolhof of de rechter? Bij het maken van dit soort keuzes bleek de NMDA-receptor weldegelijk onmisbaar.

 

Morris Water Maze-taak

De onderzoekers gebruikten genetisch gemodificeerde muizen die de NMDA-receptoren misten in bepaalde hippocampus-gebieden die belangrijk zijn voor het ruimtelijk geheugen. Hun leerprestaties werden vergeleken met normale muizen in de zogenaamde Morris Water Maze-taak. Daarin zoekt een muis in een bak troebel water naar een platform dat verscholen ligt vlak onder het wateroppervlak. De muizen met en zonder NMDA-receptoren presteerden tot de verbazing van de wetenschappers even goed, zolang ze zich maar konden oriënteren op herkenbare elementen in de omgeving.

 

Vervolgens plaatsten de onderzoekers een baken waaraan de muizen direct konden zien waar ze moesten zijn. Een tweede, identiek baken stuurde de muizen echter de verkeerde kant op. Nu gingen de gemodificeerde muizen de mist in. Door het gebrek aan NMDA-receptoren in de hippocampus kozen ze vaak voor het afleidingsbaken, terwijl de normale muizen zich daardoor niet van de wijs lieten brengen en de plek van het platform meestal feilloos wisten te vinden.

 

Het onderzoek werd vorige maand online gepubliceerd door Nature Neuroscience.

Auteur: Daan Schetselaar
Laat een reactie achter

Please wait... loading