August 25th, 2014

Je geheugen is meer dan een netwerk van neuronen; ook gliacellen doen mee

Hersenwetenschappers hebben zich lange tijd vooral gericht op de werking van neuronen. Maar de belangstelling voor andere cellen in het brein groeit.  Mysterieuze astrocyten blijken nu hersengolven op gang te houden en onmisbaar te zijn voor het herkennen van nieuwe objecten.

Neuronen kunnen razendsnel informatie overdragen in de vorm van zenuwimpulsen. Het brein zit er vol met deze zenuwcellen. Geen wonder dat wetenschappers veronderstelden dat ze de fysieke dragers zijn van onze gedachten en andere cognitieve vermogens. Toch zitten er in de hersenen minstens net zoveel andere cellen waarvan de functie lange tijd onduidelijk was.

Lijm

Lang dachten veel wetenschappers dat deze zogenaamde gliacellen in de menselijke hersenen ongeveer tien keer zo talrijk zijn als neuronen. In 2009 bleek echter dat de verhouding in werkelijkheid ongeveer 1 op 1 is. Toch werden gliacellen tot in de jaren ’60 van de vorige eeuw nauwelijks voor vol aangezien. Wetenschappers dachten dat ze vooral dienden om neuronen op hun plek te houden (vandaar de naam glia, wat in het Oudgrieks ‘lijm’ betekent). Oké, ze bleken ook noodzakelijk voor het overleven van neuronen en voor de isolatie van hun zenuwuitlopers. Maar meer dan een ondersteunende rol leek er niet in te zitten.

Toch tonen steeds meer experimenten aan dat gliacellen niet zo passief zijn als gedacht. Een type gliacel, astrocyten genaamd, reguleert bijvoorbeeld de bloedtoevoer, en organiseert het brein door overtollige synapsen af te breken. Maar ze zijn ook in staat signalen te versturen naar elkaar en naar neuronen.

Plakjes hersenweefsel

Nu blijkt dat astrocyten zelfs direct betrokken zijn bij geheugenprocessen. Een team wetenschappers van het Salk instituut in San Diego (VS) ontdekten in plakjes hersenweefsel dat neurotransmitters afgescheiden door astrocyten nodig zijn om hersengolven op gang te houden. Die golven ontstaan door ritmische activiteit van zo’n 25 tot 80 cycli per seconde die zich verspreidt door een netwerk van neuronen. Zulke zogenaamde gamma-oscillaties zijn geassocieerd met onder meer processen als aandacht en geheugen. Maar als de onderzoekers de neurotransmitterafgifte van astrocyten blokkeerden, doofden die golven al snel uit.

Om te zien of dat ook effect had op gedrag, deden de wetenschappers het experiment ook met levende muizen. Die beschikten over een aantal extra genen waardoor de transmitterafgifte van astrocyten door de onderzoekers tijdelijk kon worden uitgeschakeld. Het bleek dat de muizenbreinen dan inderdaad geen gamma-oscillatie meer vertoonden.

Besnuffelen

Toch leken de muizen daar in de praktijk weinig last van te hebben. Alleen in één taak presteerden ze ineens veel slechter. De muizen merkten namelijk niet meer het verschil tussen objecten die ze al vaker hadden gezien en een nieuw stuk speelgoed. Als de transmitterafgifte in de astrocyten weer was ‘aangezet’, merkten ze een nieuw object in hun verblijf wel weer op. Net als normale muizen besnuffelden ze het nieuwe object dan langer dan bekende objecten.

 

Het onderzoek werd onlangs gepubliceerd in PNAS

Auteur: Daan Schetselaar
Laat een reactie achter

Please wait... loading