17 feb. 2014
3 minuten
Hoe combineren onze hersenen informatie vanuit de omgeving met informatie over de interne status van het lichaam zoals honger, angst of stress? Nerf-wetenschappers tonen de rol aan van de habenula, een stukje van onze hersenen dat bestaat uit verschillende circuits tussen hersencellen (neuronale circuits). De habenula fungeert als een poortwachter voor zintuiglijke informatie en reguleert zo ons gedrag als respons op externe stimuli.
Emre Yaksi (Nerf – VIB/imec/KU Leuven): "Onze hersenen zijn zeer actief op zichzelf, zelfs in de afwezigheid van externe stimuli. Wij denken dat deze spontane hersenactiviteit in combinatie met stimuli van buitenaf resulteert in een bepaalde ‘interne status’ van de habenula. Deze functionele organisatie zorgt ervoor dat de habenula – als een soort schakelbord – bepaalde informatie uit de externe stimuli selecteert en laat passeren naar de hersengebieden die ons gedrag reguleren. Het zou zeer interessant zijn om te testen of ervaring of training een effect hebben op dit proces."
Verband blootleggen tussen gedrag en neuronale circuits
Wereldwijd ontrafelen hersenwetenschappers stukje bij beetje de processen in onze hersenen. Toch blijft ons brein een mysterie. De activiteit van aparte hersencellen, en het functioneren van één-op-één interacties, werden al in groot detail bestudeerd. Maar men weet nog maar heel weinig over hoe informatie wordt verwerkt op het gebied van neuronale circuits. Emre Yaksi en zijn Nerf-collega’s integreren neurobiologie en nanotechnologie om hersenfuncties in detail te bestuderen. Deze multidisciplinaire aanpak stelt de onderzoekers in staat om verder te kijken dan hersencellen, en het bezorgt hen tools om de neuronale circuits te bestuderen en het verband met gedrag te leggen.
Hersenstructuren onderzoeken in zebravissen
De zebravis is een nuttig modelorganisme voor hersenonderzoek. Om na te gaan hoe hersenen externe en interne stimuli combineren, richtten Suresh Kumar Jetti, Nuria Vendrell Llopis en Emre Yaksi hun aandacht op de dorsale habenula (dHb) in zebravissen. De dHb is een equivalent van de habenula in zoogdieren die zintuigelijke informatie doorstuurt naar de hersengebieden die het gedrag van dieren in stress-situaties regelen. De dHB in zebravissen krijgt input vanuit het hersengebied dat geuren opvangt. Geuren kunnen verschillende types gedrag opwekken (bijvoorbeeld voeden, paargedrag, alarm).
Spontane hersenactiviteit gebeurt zeer georganiseerd
Men dacht altijd dat de spontante hersenactiviteit geassocieerd was met bepaalde neurologische fenomenen, zoals slaap, aanleren en zintuiglijke waarneming. De onderzoekers stelden vast dat dHb zeer actief is, zelfs in de afwezigheid van zintuiglijke stimulansen. Ze toonden ook aan dat de spontane activiteit van dHb niet random maar zeer gestructureerd verloopt in ruimtelijke clusters van hersencellen. Uit verder onderzoek kon het team afleiden dat bij zintuigelijke stimulatie de spontane activiteit de reactie van dHb op geuren controleert. Bij externe stimuli functioneert dHb als een schakelbord dat, onder controle van de spontane hersenactiviteit, selectief zintuigelijke info doorgeeft aan de hersengebieden die gedrag aansturen.
VIB
VIB (Vlaams Instituut voor Biotechnologie) is een non-profit onderzoeksinstituut in de levenswetenschappen. Daar verrichten 1300 wetenschappers strategisch basisonderzoek naar de moleculaire basis van het menselijk lichaam, planten en micro-organismen. Via een partnerschap met vier Vlaamse universiteiten – UGent, KU Leuven, Universiteit Antwerpen en Vrije Universiteit Brussel – en een stevig investeringsprogramma bundelt VIB de krachten van 83 onderzoeksgroepen in één instituut. Hun onderzoek leidt tot een betere kennis van het leven. Met zijn technologietransfer streeft VIB ernaar om onderzoeksresultaten te vertalen in nieuwe economische activiteit en in producten ten dienste van de consument en de patiënt. VIB ontwikkelt en verspreidt een breed gamma aan wetenschappelijk onderbouwde informatie over alle aspecten van de biotechnologie. Meer info op
NERF
Neuro-Electronics Research Flanders (Nerf) is een non-profit academisch onderzoeksinitiatief met als doel een grondige kennis van de hersenfuncties te verwerven op verschillende niveaus gaande van hersencellen en -circuits tot gedrag. Voor dit onderzoek ontwikkelt Nerf nieuwe technologieën die neurobiologie en nanotechnologie combineren.Nerf is een onderzoeksinitiatief bekrachtigd door Imec, VIB en KU Leuven en ondersteund door de Vlaamse overheid.
