Woensdag 11/12/2019

Het brein, minder stabiel dan gedacht

Jarenlang hebben neurobiologen zich aan een fundamenteel gegeven vastgeklampt: zodra dieren - en dus ook mensen - volwassen zijn, beginnen ze hersencellen te verliezen, maar er komen geen nieuwe meer bij. Op die regel waren wel een paar uitzonderingen bekend, met name bij vogels en ratten, maar die werden vooral als grillen van de natuur beschouwd. Nieuw Amerikaans onderzoek wijst uit dat die mening moet worden herzien: volwassen apen maken wel voortdurend nieuwe hersencellen, en mensen waarschijnlijk ook.

Het onderzoek werd gevoerd door dr. Elizabeth Gould van Princeton University, dr. Bruce S. McEwen van de New Yorkse Rockefeller University en hun collega's. Ze ontdekten tot hun verbazing dat ook volwassen apen voortdurend nieuwe cellen aanmaken in de hippocampus, een deel van de hersenen waar langetermijnherinneringen gevormd worden. Experts gaan ervan uit dat de mens in deze niet anders is dan de onderzochte apen, en dus ook na de adolescentie nieuwe hersencellen blijft aanmaken. Als dat zo is, opent dat mogelijk nieuwe perspectieven voor de behandeling van degeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Parkinson. Ook voor hersenletsels na een beroerte of trauma zouden dan nieuwe behandelingen kunnen worden ontwikkeld door de aanmaak van vervangingscellen in de hersenen te stimuleren.

De wetenschappers gebruikten voor hun onderzoek zijdeaapjes en voegden aan de hersenen van de diertjes twee merkstoffen toe: een eerste stof die delende cellen labelde, en een tweede die volwassen zenuwcellen labelde. Op die manier zouden cellen die na de adolescentie aangemaakt werden en zich tot volwassen cellen ontwikkelden, door beide stoffen gelabeld worden.

Met die methode zochten en vonden de onderzoekers nieuwe cellen in de hippocampussen van de diertjes. Gould schat dat er elke dag duizenden van die cellen worden aangemaakt. Ze zei te vermoeden dat er ondertussen ook andere cellen afsterven om plaats te maken voor de nieuwe, maar tijdens haar studie werden geen afstervende cellen geteld.

De hippocampus is ook nog om een andere reden intrigerend, aldus Gould. Eerder onderzoek had al uitgewezen dat de hippocampus krimpt als mensen onder stress staan. Mensen met tumoren die de productie van het stresshormoon cortisol de vrije loop laten, bijvoorbeeld, hebben een verkleinde hippocampus. Hetzelfde fenomeen doet zich voor bij mensen die geregeld depressief zijn en bij mensen met posttraumatische stress-stoornis, aldus Gould. Het zou kunnen, zo redeneerde ze, dat apen die onder stress staan de productie van nieuwe hersencellen in de hippocampus onderdrukken, waardoor dat deel van de hersenen krimpt.

Om die hypothese te toetsen creëerden Gould en haar collega's stress bij mannelijke apen die altijd alleen geleefd hadden door ze in een kleine kooi van een andere mannelijke aap samen te zetten. Het gevolg daarvan was dat de indringers doodsbenauwd en met bonzend hart ineenkrompen. Toen Gould en haar collega's de hersenen van de angstige apen onderzochten, stelden ze vast dat de apen al na één uur aanzienlijk minder nieuwe hersencellen aanmaakten. De studie werd gepubliceerd in het Amerikaanse vakblad The Proceedings of the National Academy of Sciences.

Zoals wel vaker gebeurt in de wetenschap werden de kiemen van het nieuwe inzicht in de regeneratie van hersencellen al decennia geleden gelegd, maar tot nu toe grotendeels genegeerd. In de jaren zestig rapporteerde dr. Joseph Altman van Purdue University al dat ratten gedurende hun hele leven nieuwe hersencellen aanmaken, en dat zowel in de hippocampus als in de zogenaamde 'reukkolf' (bulbus olfactorius). "Maar niemand heeft ooit veel aandacht geschonken aan Altmans onderzoek", zegt Gould nu.

Twintig jaar later vroeg dr. Fernando Nottebohm van Rockefeller University zich dan weer af of bij volwassen vogels geen nieuwe hersencellen ontstonden. Nottebohm had vastgesteld dat vogelhersenen naargelang het seizoen groeien en weer krimpen: ze groeien als de dieren moeten zingen om partners aan te trekken en ze krimpen na de paringstijd. Nottebohm vroeg zich daarom af of de aangroei van de hersenen in het paarseizoen gepaard ging met een toename van het aantal hersencellen.

Na een reeks minutieuze experimenten toonde Nottebohm aan dat vogels voortdurend nieuwe hersencellen aanmaken en dat de nieuwe cellen oudere vervangen die afsterven. "Het is een proces van constante hersenverjonging", zei Nottebohn toen. "Sommige delen van de hersenen zijn niet anders dan de lever of de huid: oude cellen sterven en er komen nieuwe voor in de plaats."

In 1984 organiseerde Nottebohm vervolgens een conferentie die hij 'Hoop voor een Nieuwe Neurologie' noemde. Een collega van Rockefeller, dr. Arturo Alvarez-Buylla, herinnert zich dat Nottebohm "daar de stelling verdedigde dat er ook in volwassen hersenen geen belemmering is voor de vorming van nieuwe neuronen". Hij voegt er aan toe: "De meeste mensen vonden toen echter dat die stelling meer weg had van fantasie dan van wetenschap."

Toch zetten sommige wetenschappers door, en later werd aangetoond dat ook ratten en muizen hun hele leven door nieuwe hersencellen aanmaken, tenminste in de hippocampus en in de reukkolf. Alvarez-Buylla zelf ontdekte onlangs dat volwassen muizen elk uur 5.000 tot 10.000 nieuwe hersencellen aanmaken. De hersencellen die in de reukkolf terechtkomen, ontstaan op de wanden van de hersenventrikels, holtes in de hersenen die gevuld zijn met hersenvocht. Zij reizen in 'kleine celtreintjes' naar hun uiteindelijke bestemming, aldus Alvarez-Buylla. Degene die voor de hippocampus bestemd zijn, ontstaan daar ook.

Toch weigeren veel wetenschappers nog aan te nemen dat apen en mensen nieuwe hersencellen zouden kunnen krijgen - en zeker niet in een gebied als de hippocampus. "Tot voor kort werd aangenomen dat je een stabiel brein nodig hebt om een leven lang herinneringen te kunnen opslaan", zegt Gould. "Hoe zou dat immers kunnen als er voortdurend cellen sterven en nieuwe voor in de plaats komen?" Gould zelf werd naar eigen zeggen vooral overtuigd door de onderzoeksresultaten bij andere diersoorten, en ging zich daarom afvragen waarom hetzelfde fenomeen niet zou voorkomen bij apen. Vergelijkbaar onderzoek met apen wordt ook elders uitgevoerd, maar Gould is de eerste die haar resultaten publiceert.

Gina Kolata

© New York Times/Vertaling: Wim Coessens

Volwassen apen maken voortdurend nieuwe hersencellen aan. Als dat ook zo is bij de mens, biedt dat mogelijk nieuwe perspectieven voor de behandeling van degeneratieve aandoeningen en hersenletsels.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234