Kan dit dan verklaren waarom wij mensen zo intelligent zijn?

Onderzoekers hebben ontdekt dat menselijke dendrieten (zie kader) andere eigenschappen hebben dan die van andere diersoorten. En volgens de onderzoekers kan dit wellicht verklaren waarom we intelligenter zijn.

Over dendrieten
Neuronen in het menselijk brein ontvangen elektrische signalen van duizenden andere cellen. Lange uitlopers van zenuwcellen – de dendrieten – geleiden de elektrische impulsen van de zenuwcel en stellen deze cellen in staat om met elkaar te communiceren. Dendrieten spelen dus een cruciale rol bij het opnemen van informatie.

Signalen
Dendrieten in de cortex van het menselijk brein zijn veel langer dan die van bijvoorbeeld ratten. Ook de menselijke cortex zelf is veel dikker. Zo vormt de cortex bij de mens ongeveer 75 procent van het totale hersenvolume, vergeleken met ongeveer 30 procent in het brein van de rat. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat de sterkte van elektrische signalen die bij een cellichaam arriveren, gedeeltelijk afhankelijk is van hoe ver deze langs een dendriet moeten reizen. Kortom: een signaal dat van ver komt is zwakker dan een signaal dat van minder ver hoeft te komen.

Lengteverschillen
In de studie waren de onderzoekers benieuwd naar hoe de lengteverschillen de elektrische eigenschappen van dendrieten kunnen beïnvloeden. Hiervoor verwijderden neurochirurgen kleine stukjes hersenweefsel – niet groter dan een vingernagel – van epilepsiepatiënten. Vervolgens werd het hersenweefsel hals over kop naar het laboratorium gebracht, waar het in een oplossing werd gestopt waarin het weefsel 48 uur goed bleef. Een bijzonder experiment. Want hoewel de onderzoekers al eerder experimenten met dendrieten van knaagdieren hadden uitgevoerd, is dit de eerste keer dat ze ook de elektrische eigenschappen van menselijke dendrieten analyseren.

Bevindingen
Hoewel de menselijke cortex zoals gezegd dikker is dan die van ratten, is de algemene organisatie eigenlijk hetzelfde: zo bestaan beiden uit zes lagen neuronen. Echter zijn de menselijke dendrieten langer en moeten dus ook de elektrische signalen veel verder reizen. En uit de bevindingen blijkt dat – omdat menselijke dendrieten langere afstanden moeten overbruggen – het signaal dat langs een menselijke dendriet van laag 1 naar laag 5 stroomt, veel zwakker is dan bij dezelfde soorten cellen van een rat. Wat echter interessant is, is dat beide soorten cellen hetzelfde aantal ionkanalen in hun membranen hebben, die simpelweg in onze neuronen iets meer verspreid liggen. Dit kan volgens de onderzoekers de verschillen in elektrische activiteit tussen dendrieten van mens en rat verklaren.

Menselijk denkvermogen
De vraag resteert: hoe beïnvloeden deze verschillen het menselijke denkvermogen? “Het is niet alleen dat mensen slim zijn, want we hebben meer neuronen en een grotere cortex,” zegt onderzoeker Mark Harnett. “Neuronen gedragen zich anders, zo is er in menselijke neuronen meer elektrische compartimentalisatie.” Dit betekent dat kleine secties van dendrieten zich onafhankelijk van de rest van het neuron kunnen gedragen. “Dit leidt mogelijk tot een verhoogde computationele mogelijkheden van afzonderlijke neuronen.” Oftewel; de hypothese is dat meer gebieden van een dendriet de sterkte van een binnenkomend signaal kunnen beïnvloeden, waardoor individuele neuronen complexere berekeningen kunnen uitvoeren op de informatie.

Of dit de verschillen in de manier waarop onze soort informatie verwerkt, kan verklaren, valt nog te bezien. Maar het is een hypothese die in ieder geval het verkennen waard is.