oog op staart

Wetenschappers hebben de ogen van kikkervisjes verwijderd en de kikkervisjes vervolgens ogen op hun staart gegeven. Ondanks dat deze ogen geen natuurlijke verbinding met het brein hadden, werkten ze wel. Het toont aan dat ogen die ver van het hoofd getransplanteerd worden en het zonder een directe neurale verbinding met het brein moeten doen, toch gebruikt kunnen worden om te zien.

Onderzoekers van Tufts University verzamelden een aantal embryo’s van kikkers en verwijderden hun ogen. Vervolgens werden de ogen van een aantal ‘donor-embryo’s’ op de staart van de embryo’s geplaatst. Deze ogen van ‘donor-embryo’s’ waren genetisch gemanipuleerd: ze genereerden een rood fluorescerend proteïne. Daardoor konden de onderzoekers achterhalen met welk netwerk de ogen zich verbonden: onder een microscoop lichtten de signalen die de ogen aan dit netwerk afgaven, rood op.

Wervelkolom
Geen enkel kikkervisje bleek er in te slagen om de ogen direct te verbinden met het brein. Maar iets meer dan negentien procent van de kikkervisjes bleek optische zenuwen te verbinden met de wervelkolom. Dat schrijven de onderzoekers in het blad The Journal of Experimental Biology.

Kijken
Grote vraag was natuurlijk: konden deze kikkervisjes met de ogen op de staart ook echt zien? De onderzoekers zetten daartoe een experiment op. Ze zetten de kikkervissen in een bak met water. Aan de ene kant scheen er een rood licht op het water. Aan de andere kant een blauw licht. De onderzoekers gaven de kikkervisjes die naar het rode licht zwommen een lichte elektrische schok. De kikkervisjes die hun optische zenuwen verbonden hadden met de wervelkolom, begonnen het rode licht daarop te mijden. Kikkervisjes die blind waren en kikkervisjes die geen elektrische schok kregen, deden dat niet. Het wijst erop dat de kikkervisjes het rode en blauwe licht konden zien.

Een oog op de staart. Foto: Douglas Blackiston.

Een oog op de staart. Foto: Douglas Blackiston.

Flexibel brein
“Dit is nog nooit aangetoond,” vertelt onderzoeker Michael Levin. “Niemand zou durven vermoeden dat ogen op de flank van een kikkervisje konden zien, zeker niet wanneer je weet dat ze verbonden zijn met de wervelkolom en dus niet met het brein.” Het onderzoek wijst erop dat het brein veel flexibeler is dan gedacht. “Het brein kan visuele informatie van misplaatste ogen, zelfs als die ogen ver van het hoofd geplaatst worden, verwerken.”

Meer onderzoek
Meer onderzoek is hard nodig. Zo willen de onderzoekers graag achterhalen hoe het brein de elektrische signalen die afkomstig zijn van het gebied rondom de maag herkent als visuele signalen. Ook willen ze achterhalen of het brein ook zo flexibel met andere misplaatste lichaamsdelen om kan gaan en of het brein ook in andere diersoorten zo flexibel is.

Uiteindelijk hebben de onderzoekers een helder doel voor ogen. “Eén van de grootste uitdagingen is begrijpen hoe het brein en het lichaam zich aanpassen aan grote organisatorische veranderingen,” stelt onderzoeker Douglas Blackiston. “Een belangrijk doel in de geneeskunde is om op een dag in staat te zijn om de functie van een beschadigd of missende zintuig door het gebruik van biologische of kunstmatige componenten te vervangen,” voegt Levin toe. “Deze studie heeft verschillende implicaties, maar vanuit de geneeskunde gezien is de belangrijkste implicatie toch dat we geen specifieke connecties naar het brein hoeven te maken om zintuiglijke aandoeningen, zoals blindheid, te behandelen.”