muis

Muizen die menselijke gliacellen in hun brein getransplanteerd krijgen, zijn daarna uitzonderlijk slimmer dan muizen die het met hun eigen cellen moeten doen. Het wijst erop dat gliacellen een veel belangrijkere rol in ons brein spelen dan gedacht.

Gliacellen worden ook wel gezien als de interieurverzorgers van ons brein. Ze verzorgen namelijk onze neuronen. Een belangrijke rol. Maar een nieuw onderzoek wijst er nu op dat de gliacellen nog op een andere manier van groot belang zijn voor ons mensen. “Deze studie wijst erop dat gliacellen niet alleen essentieel zijn voor het doorgeven van neurale signalen, maar suggereert ook dat de ontwikkeling van de menselijke cognitie de evolutie van uniek menselijke glia-vormen en -functies reflecteert,” stelt onderzoeker Steven Goldman. In andere woorden: de onderzoekers denken dat menselijke gliacellen unieke functionele voordelen hebben waar wij mensen wel maar andere diersoorten niet, van profiteren.

Experiment
Om te achterhalen of dat echt het geval was, besloten onderzoekers menselijke gliacellen in het brein van muizen te transplanteren. Ze verzamelden menselijke cellen waar later astrocyten – een bepaalde gliacel – uit voortkomen. Die cellen transplanteerden ze in het brein van pasgeboren muizen. De muizen groeiden op en de menselijke cellen ontwikkelden zich tot astrocyten. Deze astrocyten gingen de concurrentie aan met de gliacellen van de muizen zelf en wonnen. Ondertussen bleef het bestaande neurale netwerk in het brein van de muizen gewoon intact. “De menselijke gliacellen namen eigenlijk alles over, zodat uiteindelijk een groot deel van de astrocyten in de muis van menselijke origine waren en zich gedroegen en ontwikkelden zoals ze dat ook in het brein van een mens zouden doen,” legt Goldman uit.

WIST U DAT…

…de hersenen van de mens en muis tijdens leerprocessen hetzelfde werken?

Leren
Nu was het tijd om te kijken wat deze menselijke cellen met de muizen deden. De onderzoekers waren vooral benieuwd of de cellen invloed hadden op de vaardigheid van het brein om nieuwe herinneringen aan te maken en nieuwe taken uit te voeren. De onderzoekers ontdekten dat de hersenfunctie van de muizen door toedoen van de menselijke gliacellen inderdaad verbeterde. De muizen leerden aanzienlijk sneller en ook hun geheugen was beter.

Eerste bewijs
Wij mensen zijn niet de enigen met astrocyten. Andere soorten hebben ze ook. Alleen komen astrocyten bij mensen wel in veel grotere aantallen voor. Bovendien zijn ze groter en diverser dan bij andere soorten. Menselijke astrocyten kunnen daarnaast de activiteit van duizenden synapsen coördineren. Astrocyten van muizen kunnen dat niet. Vandaar dat onderzoekers vermoedden dat menselijke astrocyten een fundamentele bijdrage leveren aan de complexe signaalactiviteit in het menselijke brein en dus mede onze hogere cognitieve functies mogelijk maakt. Dit onderzoek levert nu het eerste bewijs dat dat klopt.

Blijkbaar kan de grootte en complexiteit van onze neurale netwerken alleen onze hogere cognitieve processen niet verklaren. “Ik heb het idee dat het menselijke brein alleen maar vaardiger is (dan dat van andere soorten, red.) doordat we een complexere neurale netwerken hebben altijd een beetje te simpel gevonden,” vertelt onderzoeker Maiken Nedergaard. “Want als je het hele neurale netwerk en al de activiteit erin bij elkaar pakt, heb je eigenlijk alleen nog maar een supercomputer. Maar menselijke cognitie is veel meer dan het verwerken van data (zoals een supercomputer doet, red.).”