Gepubliceerd op 28 juni 2010
Synchronisatie hersenstructuren bij opslag belangrijke informatie
Gepubliceerd op 28 juni 2010
Twee hersenstructuren synchroniseren hun activiteiten bij de opslag van
waardevolle informatie. Deze overeenstemming tussen de hippocampus en
de prefrontale cortex wordt mogelijk veroorzaakt door de chemische stof
dopamine. Dat concluderen onderzoekers van de Universiteit van
Amsterdam (UvA) en het CNRS-Collège de France. De resultaten van hun
studie zijn verschenen in de laatste editie van het
neurowetenschappelijke tijdschrift Neuron.
De hippocampus en de prefrontale cortex zijn twee hersenstructuren met
een grote rol in leren en geheugen. Uit voorgaande studies is gebleken
dat informatie eerst de hippocampus binnenkomt en later voor lange
termijn wordt opgeslagen in de cortex. Al eerder was door onderzoekers
van de UvA en het Laboratory for the Physiology of Perception and
Action van het CNRS-Collège de France aangetoond dat deze twee
structuren met elkaar communiceren tijdens slaap, wat mogelijk het
overbrengen van informatie van de hippocampus naar de prefrontale
cortex vergemakkelijkt. Dit is het zogenoemde memory
consolidation-proces: het incorporeren van nieuwe informatie in onze al
bestaande kennis, dat in de cortex ligt opgeslagen.
Dopamine
Francesco Battaglia van het Swammerdam Institute for Life Sciences van
de UvA onderzocht met wetenschappers van het CNRS-Collège de France hoe
hersenen slechts de essentiële delen van de constante informatiestroom
opslaan. Ze leerden ratten in een gedragstaak enkele regels aan. Door
de neurale activiteit van de hippocampus en de prefrontale cortex te
meten toonden de onderzoekers aan dat de twee hersenstructuren hun
activiteit synchroniseerden vanaf het moment dat de dieren de
gedragsregels begrepen. De neuronen van de twee structuren worden dan
tegelijkertijd geactiveerd waardoor hun verbindingen sterker worden. Er
wordt dus een geheugenspoor gevormd die relateert aan een cruciaal
beslissingsmoment van de taak.
Wat is echter het signaal dat belangrijke herinneringen als zodanig
markeert, met synchronisatie en geheugenopslag tot gevolg? Battaglia en
zijn Franse collega's vonden aanwijzingen dat de synchronisatie na
succesvol leren plaatsvindt door dopamine. Dat is een chemische stof in
de hersenen die betrokken is bij het leerproces, aangezien de
dopamineconcentratie in de hersenen wordt vergroot wanneer het dier een
beloning ontvangt. De onderzoekers hebben gekeken naar de rol van
dopamine in de hippocampus en de prefrontale cortex. Het bleek dat het
toedienen van deze stof in de prefrontale cortex hetzelfde effect
veroorzaakte als ze tijdens het leerproces hadden waargenomen: de twee
structuren synchroniseerden hun activiteit opnieuw. Op deze manier
wordt gedrag dat leidt tot een beloning opgeslagen.
Dit onderzoek is een relevante vooruitgang in ons begrip van de manier
waarop verschillende hersenstructuren met elkaar communiceren en
waardevolle informatie opslaan. Deze kennis is belangrijk om
aandoeningen waarbij sprake is van verstoorde communicatie tussen
hersengebieden, zoals schizofrenie, beter te begrijpen.
Bron: UvA Persvoorlichting
Universiteit van Amsterdam