Jonge zenuwcellen het meest actief bij leren en onthouden

Hersenen van de huismuis. Canadese onderzoekers ontdekten dat nieuwgevormde hersencellen een rol spelen bij het ruimtelijk geheugen van de muizen. University of Wisconsin

Nieuw gevormde zenuwcellen in het volwassen muizenbrein worden actief ingezet bij het opslaan en terughalen van herinneringen. Ze komen terecht in zenuwnetwerken die belangrijk zijn voor het onthouden van de omgeving. Voor de Canadese hersenonderzoeker Paul Frankland en zijn collega’s is dat een duidelijke aanwijzing dat nieuwe hersencellen een unieke bijdrage leveren aan het geheugen (Nature Neuroscience online, 4 februari).

In het volwassen brein van mens en dier ontstaan geregeld nieuwe hersencellen. Verschillende onderzoeksgroepen hebben bijvoorbeeld nieuwe zenuwcellen aangetroffen in het hersendeel dat belangrijk is voor het geheugen, de hippocampus. Maar of die nieuwe cellen daar ook iets belangrijks doen, en hoe lang dan, is nog niet duidelijk. Onderzoekers die de aanmaak van nieuwe cellen stopten met röntgenstraling of chemische middelen, vonden wel een remmend effect daarvan op sommige leertaken, maar weer niet op andere.

Volgens Frankland en zijn team is nooit met zekerheid te zeggen of straling of een chemische behandeling de aanmaak van nieuwe cellen volledig blokkeert. Daarom kozen zij een andere benadering. Ze gaven testmuizen een radioactief stofje dat alle nieuw gevormde zenuwcellen markeert. Vervolgens bekeken ze of die nieuwe cellen in een geheugennetwerk werden ingebouwd.

De muizen moesten een aantal dagen achter elkaar zes keer per dag zwemmen in een zwembadje met ondoorzichtig water. Onder het oppervlak was een ondiep uitrustpunt verborgen, en de dieren dienden te leren waar dat was. Voor die ruimtelijke leertaak is de hippocampus doorlopend nodig. De zenuwcellen in dat hersendeel gaan aantoonbaar actiever met elkaar communiceren na de training in het waterbad.

De onderzoekers oefenden met sommige muizen op het moment dat de nieuwe zenuwcellen een week oud waren. Andere muizen trainden twee, vier, zes of acht weken later. Tien weken na de markering van de nieuw gevormde cellen moesten de muizen weer in het bad, om te laten zien of ze zich nog herinnerden wat ze geleerd hadden. Daarna maakten de Canadezen de muizen dood om te bekijken waar de nieuwe hersencellen zaten, en of het actieve zenuwen waren geworden.

Ze troffen de nieuw gevormde zenuwcellen in zenuwnetwerken in de hippocampus die belangrijk zijn voor het onthouden van de omgeving. Hoe ouder de celletjes waren, hoe meer ze tijdens het leren actief werden in zo’n netwerk. Vooral cellen tussen vier en acht weken oud werden in de netwerken opgenomen, meer dan bestaande zenuwcellen.

De Canadezen denken dat hun bevinding kan verklaren waarom andere onderzoeken geen belangrijke rol vinden voor nieuwe zenuwcellen bij leertaken. Door straling of chemische middelen sterven alleen cellen die minder dan twee weken oud zijn. Cellen ouder dan vier weken kunnen dan gewoon hun geheugenwerk doen. Niki Korteweg