Nuttige nieuwgroei

NIEUWGEVORMDE zenuwcellen die in de hippocampus van volwassen hersenen van ratten worden aangetroffen hebben een duidelijke functie, zo blijkt uit onderzoek bij ratten. Als de ratten worden onderworpen aan leertaken waarbij ze hun hippocampus nodig hebben, blijken er meer dan twee maal zo veel en wijder verspreidde recent gevormde zenuwcellen in de hippocampus te overleven dan in een controlegroep die niet-hippocampus-afhankelijke bezigheden moest doen. De hippocampus blijkt voortdurend nieuwe cellen te maken en die voortdurend ook weer worden afgebroken. Gevonden is nu dat die afbraak trager is wanneer er wordt getraind (Nature Neuroscience, maart 1999). De hippocampus-afhankelijke activiteit in het onderzoek van de vijf neuropsychologen uit New Jersey bestond onder meer uit het leren zoeken van een ondergelopen platform in een waterdoolhof met behulp van afbeeldingen in de verte .

Het is al sinds de jaren zeventig bekend dat bij ratten nieuwe zenuwcellen werden geproduceerd in de hippocampus, een middenonder in de hersenen liggend `zeepaardvormig' (vandaar de naam) onderdeel van het brein dat een belangrijke rol speelt in het geheugen en bij emoties. Maar pas de laatste paar jaar zijn vergelijkbare nieuwvormingen ontdekt bij zijdeaapjes, makaken en eind vorig jaar ook bij de mens (Nature Medicine, november 1998). Met deze ontdekking werd definitief het oude dogma omver gestoten dat volwassenen geen nieuwe zenuwcellen meer aanmaken. Het deze maand gepubliceerde onderzoek stelt daarenboven vast dat de nieuwvormingen niet een groeiafwijking zijn, maar daadwerkelijk gebruikt worden. Er is geen reden om aan te nemen dat dit anders zou liggen voor de nieuwgevormde zenuwcellen in menselijke, volwassen hippocampussen. Buiten de hippocampus zijn bij volwassen dieren of mensen geen nieuwgevormde zenuwcellen gevonden.

Onderzoek naar de nieuwgevormde zenuwcellen in de knaagdierenhippocampus is populair, want in dezelfde Nature Neuroscience van deze maand staat nog zo'n onderzoek naar de levensloop van deze zenuwcellen onder verschillende omstandigheden, maar dan bij muizen. Drie neurologen (uit Californië en het Duitse Regensburg) zetten een eerder onderzoek bij muizen voort waaruit bleek dat als de muizen in een stimulerende omgeving leefden, hun nieuwgevormde hippocampuscellen twee keer zo vaak bleven voortbestaan als in een gewone, saaie (laboratorium)situatie. Een stimulerende omgeving biedt onder meer een ruimere kooi en meer gelegenheid tot leren, fysieke activiteit en sociale interactie. Het Californische/Duitse team splitste deze aspecten op en ontdekte dat meer vrijwillige fysieke activiteit (in een tredmolen) net zoveel en net zo wijd verspreide `overleving' van nieuwgevormde zenuwcellen te weeg bracht als de rijke omgeving in het algemeen. Gedwongen beweging (in een waterbak) had geen effect.

In tegenstelling tot het team uit New Jersey vonden ze verder géén effect voor `leren in een waterlabyrint'. Dat laatste is natuurlijk vreemd en in een commentaar bij beide artikelen bieden drie psychologen van de Universteit van Illinois verschillende mogelijke oplossingen. Het kan liggen aan het soort- en geslachtsverschil tussen de mannelijke ratten in het New Jersey-experiment en de vrouwelijke muizen in het Californisch/Duitse, maar dat zou wel erg triviaal zijn. Waarschijnlijker is het dat de verschillende uitkomst wordt veroorzaakt door het feit dat in het eerste experiment de labeling van de nieuwgevormde zenuwcellen (met de thymidine-analoog bromodeoxyuridine) plaats vond een week voor de trainingen, terwijl in het Californisch/Duitse experiment direct al tijdens het labelen begonnen werd met testen. In het eerste experiment werd aldus alleen de overleving van de nieuwgevormde zenuwcellen gemeten, maar in het tweede werd daarenboven ook de nieuwvorming tijdens de training gemeten. Beide experimenten zijn met elkaar in overeenstemming te brengen als nieuwgevormde zenuwcellen hun optimale gevoeligheid voor nieuwe leerervaringen bijvoorbeeld pas na een week hebben. In het tweede experiment waren de gelabelde cellen dan nog niet `rijp' om te profiteren van de leeromgeving (in tegenstelling tot cellen die al een week eerder ontstaan en toen niet gelabeld waren). Het effect van de vrijwillige fysieke activiteit zou volgens de commentatoren — mede op grond van de grotere verspreiding dan in een algemeen rijkere omgeving — te verklaren kunnen zijn uit een verhoogde `nieuwvorming', niet zo zeer door een verhoogde `overleving' van eerder gevormde cellen, mogelijk in anticipatie van `te verwachten leermomenten'.

Waarom nieuwvorming van zenuwcellen bij volwassenen alleen plaatsvindt in de hippocampus, en bijvoorbeeld niet in de hersenschors, waar de meeste bewuste mentale processen zich afspelen, is onbekend. Misschien worden de nieuwe zenuwcellen gebruikt om nieuwe herinneringen te integreren zonder `rampzalige interferentie' met bestaande cellen en herinneringen, opperen de commentatoren. In de cortex, bij hogere mentale processen, zou die interferentie juist gewenst zijn.