Kijk, de zenuwcellen die actief zijn als een zebravisje zwemt

Foto Eric Schreiter

Dit zijn de hersenen van een jong zebravisje. Het zwemt. En terwijl het zwemt, kunnen we zien welke zenuwcellen in het visjesbrein actief zijn. Dat zijn de roze; de groen gekleurde neuronen doen even niet zoveel.

Nog even, omdat het zo bijzonder is: we zien dus live, in een levend dier, welke neuronen er op een bepaald moment vuren. Het is een momentopname, geen filmpje, maar we kunnen ook niet meteen álles willen.

Amerikaanse biochemici presenteren de techniek om actieve neuronen in beeld te brengen deze week in Science. Het begon ermee dat ze een eiwit maakten dat normaal gesproken groen fluoresceert, maar dat rood gaat fluoresceren als aan twee voorwaarden is voldaan: er moet zowel violet licht zijn als een hoge concentratie calciumionen (Ca2+). Toen het gelukt was om zo’n roodverkleurend eiwit te maken, hadden de onderzoekers zo’n goed humeur dat ze hun creatie CaMPARI noemden (calcium-modulated photoactivatable ratiometric integrator), ongetwijfeld naar het gelijknamige knalrode bitterzoete drankje.

Daarna bouwden ze een gen voor het eiwit in in de zenuwcellen van een aantal dieren, waaronder dus dit visje, maar ook fruitvliegjes en muizen. Het eiwit moest op calciumionen reageren omdat bij het vuren van neuronen de Ca2+-concentratie tussen de zenuwcellen tijdelijk verhoogd is. Dus toen de onderzoekers dit visje met violet licht beschenen (golflengte 405 nanometer) lichtten de niet-actieve neuronen groen op en de actieve rood. Roze eigenlijk, eerder pink vodka dan Campari, maar de techniek was een feit. En de onderzoekers konden ook aantonen dat andere delen van het vissenbrein actief waren wanneer de visjes rustig zwommen dan wanneer ze aan hitte, kou of turbulentie werden blootgesteld.