Verstandelijk gehandicapte muizen in Neuron
29 mei 2007
Hersenwetenschapper Huib Mansvelder (Vrije Universiteit Amsterdam)
heeft onlangs in het wetenschappelijk toptijdschrift Neuron bericht
over hoe verstandelijk gehandicapte muizen toch kunnen leren.
Ouders van verstandelijk gehandicapten merken vaak op dat hun kind wel
kan leren, maar dat het daarvoor veel meer herhaling nodig heeft dan
anderen. Nieuw onderzoek wijst nu uit dat de leerdrempel in de
hersencellen is verhoogd. Het onderzoek is verricht bij muizen die een
gen missen dat bij mensen mentale retardatie (IQ lager dan 70)
veroorzaakt. De gehandicapte muizen blijken net zo goed informatie op
te kunnen slaan als hun gezonde broertjes en zusjes, als ze tenminste
opgroeien in een stimulerende omgeving.
Veel speelgoed, extra grote kooi
De jonge, genetisch veranderde muizen groeiden twee maanden lang op in
een omgeving met veel speelgoed en mochten minstens drie keer per week
een paar uur in een extra grote kooi spelen. Na twee maanden
presteerden hun hersencellen beter dan die van genetisch veranderde
muizen die geen speelgoed hadden, en net zo goed als de hersencellen
van gezonde muizen.
Uit eerder onderzoek was gebleken dat hersencellen in de cortex van
muizen zonder het gen geen informatie kunnen opslaan. Uit de nieuwe
studie blijkt dat de hersencellen dat wel kunnen, als ze maar extra
gestimuleerd worden.
Contactpunten weer normaal gereguleerd
De drempel voor het opslaan van informatie is in de aangetaste
hersencellen verhoogd. Dat komt doordat de instroom van calcium in de
contactpunten tussen hersencellen verstoord is. Gezonde hersencellen
kunnen informatie opslaan door de sterkte te laten toenemen van de
contactpunten waarmee ze met andere cellen praten. Daar is een snelle
verandering in calciumconcentratie voor nodig.
De contactpunten van de genetisch veranderde muizen misten een eiwit
dat zorgt voor calciuminstroom. Door extra te stimuleren komt meer
calcium de hersencellen binnen, waarmee de sterkte van de
contactpunten weer normaal gereguleerd kan worden.
Meer hersenactiviteit
Opgroeien in een verrijkte omgeving en regelmatig veranderen van
omgeving zorgt voor meer hersenactiviteit in muizen. Ze krijgen meer
beweging en zintuiglijke stimulatie en besteden meer tijd aan het
onderzoeken van nieuwe objecten en speeltoestellen. De nieuwe studie
laat zien dat met deze verhoogde hersenactiviteit hersencellen beter
in staat zijn om veranderingen in de contactpunten aan te brengen en
dat de drempel daarvoor opmerkelijk genoeg niet langer verhoogd is.
Deze bevindingen suggereren dat door het stimuleren van
hersenactiviteit bij een diermodel voor mentale retardatie de
hersencellen leniger blijven en beter kunnen leren.
Financier
Het onderzoek is betaald uit de TOP-subsidie (912.04.022) die Huib
Mansvelder van ZonMw kreeg. ZonMw is de Nederlandse organisatie voor
gezondheidsonderzoek en zorginnovatie. NWO en het ministerie van VWS
zijn de opdrachtgevers van ZonMw.
CV
Mansvelder (1968) werkt aan de Vrije Universiteit te Amsterdam bij het
Center for Neurogenomics and Cognitive Research (CNCR), Section
Experimental Neurophysiology (www.cncr.nl/enf). Mansvelder ontving in
juli 2006 een Vidi van NWO. Dat is een persoonsgerichte subsidie voor
onderzoekers die na hun promotie een aantal jaren onderzoek op
postdocniveau hebben verricht. De onderzoekers behoren tot de beste
tien à twintig procent van hun vakgebied. Elke onderzoeker krijgt in
totaal maximaal 600.000 euro. Hiermee kan de wetenschapper vijf jaar
lang een eigen onderzoekslijn ontwikkelen. Mansvelder is lid van De
Jonge Akademie van de KNAW: www.knaw.nl/dja.
Publicatie
Increased threshold for spike timing-dependent synaptic plasticity is
caused by unreliable synaptic calcium signaling in mice lacking
Fragile X gene Fmr1 Rhiannon M. Meredith, Carl Holmgren, Meredith
Weidum, Nail Burnashev and Huibert D. Mansvelder Neuron 54(4)
doi:10.1016/j.neuron.2007.04.028
..............................
Noot voor de redactie,
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek