10 mei 2011
Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen van
de KNAW (NIN-KNAW) en de Neuroscience Campus Amsterdam van de Vrije
Universiteit Amsterdam en Vu medisch centrum hebben eiwitveranderingen
in kaart gebracht in de verbindingen tussen hersencellen van het zich
ontwikkelende en lerende brein.
Tijdens onze jeugd leren en onthouden wij feiten en vaardigheden veel
makkelijker dan op latere leeftijd. Dit komt door de gevoelige perioden
tijdens de ontwikkeling van de hersenen waarin de verbindingen tussen
hersencellen, de synapsen, zich eenvoudiger kunnen aanpassen. Na het
afsluiten van zo'n gevoelige periode worden de nieuwe verbindingen
vastgelegd. Door dit tijdelijk verhoogde aanpassingsvermogen kunnen wij
ons leven lang gebruik maken van wat wij op jonge leeftijd geleerd
hebben.
Problemen bij het aanleggen van verbindingen tussen hersencellen
Dit mechanisme kan ook problemen veroorzaken. Genetische afwijkingen
kunnen leiden tot problemen bij het aanleggen van verbindingen tussen
hersencellen zoals bij verstandelijke beperkingen. Ook door afwijkende
input kunnen de synapsen tussen hersencellen verkeerd worden aangelegd.
Als bijvoorbeeld één oog niet goed functioneert tijdens de gevoelige
periode, zal de visuele hersenschors de verbindingen die informatie van
dit oog doorgeven verbreken waardoor een lui oog ontstaat. Door het
afsluiten van gevoelige perioden op latere leeftijd is het moeilijk om
zulke weeffouten dan nog te herstellen.
Synapsen efficiënter in het volwassen brein
Het aanpassen van verbindingen tussen hersencellen tijdens
leerprocessen wordt uitgevoerd door eiwitten, de bouwstenen van de cel
die door ons DNA gecodeerd worden. Onderzoekers onder leiding van
Christiaan Levelt van het NIN en Guus Smit van de Vrije Universiteit
hebben nu voor het eerst in kaart gebracht hoe de samenstelling van
honderden eiwitten verschilt in de synapsen van de jonge en de
volwassen visuele hersenschors en op het moment dat zij veranderen door
het ontstaan van een lui oog. De resultaten wijzen erop dat in het
volwassen brein de synapsen efficiënter werken en minder energie
gebruiken. Zij bevatten ook meer eiwitten die synapsen stabiel maken.
In het jongere brein, en helemaal als synapsen veranderingen ondergaan,
zijn juist veel eiwitten gevonden die de synapsen beweeglijker kunnen
maken. Ook zijn er veel signaaleiwitten geïdentificeerd die deze
processen aansturen.
De onderzoekers hopen dat deze bevindingen kunnen helpen bij het
ontwikkelen van methoden die het mogelijk maken om gevoelige perioden
op latere leeftijd opnieuw te activeren om zo foutief aangelegde
verbindingen weer te kunnen herstellen.
De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het gezaghebbende
tijdschrift Molecular and Cellular Proteomics, Vol. 10 (5).
Meer informatie
Christiaan Levelt, NIN-KNAW, 020 566 5359
Gertske Kuiper, Afdeling Communicatie KNAW, 020 551 0863
Contact
* Christiaan Levelt, NIN-KNAW(emaillink)
* Gertske Kuiper, Afdeling Communicatie KNAW(emaillink)
Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen