Inhoud
Toen Rick Huganir, Ph.D., een tiener was, wilde hij de fysieke en emotionele veranderingen van de adolescentie beter begrijpen. "Ik vroeg me af wat er met me aan de hand was, en ik realiseerde me dat mijn brein veranderde", zegt Huganir, directeur van de Johns Hopkins Department of Neuroscience.
Dat leidde tot een senior project over eiwitsynthese en geheugen bij goudvissen, evenals een levenslange fascinatie voor hoe we dingen leren en onthouden.
"Herinneringen zijn wie we zijn", zegt Huganir. "Maar herinneringen maken is ook een biologisch proces." Dit proces roept veel vragen op. Hoe beïnvloedt het proces onze hersenen? Hoe veranderen ervaringen en leren de verbindingen in onze hersenen en creëren ze herinneringen?
Dat zijn slechts enkele van de kwesties die Huganir en zijn collega's bestuderen. Hun werk kan leiden tot nieuwe behandelingen voor posttraumatisch stresssyndroom en tot manieren om het geheugen van mensen met dementie en andere cognitieve problemen te verbeteren.
Geheugen: het draait allemaal om verbindingen
Als we iets leren - zelfs zo simpel als iemands naam - vormen we verbindingen tussen neuronen in de hersenen. Deze synapsen creëer nieuwe circuits tussen zenuwcellen, waardoor de hersenen in wezen opnieuw worden toegewezen. Het enorme aantal mogelijke verbindingen geeft de hersenen een onpeilbare flexibiliteit - elk van de 100 miljard zenuwcellen van de hersenen kan 10.000 verbindingen hebben met andere zenuwcellen.
Die synapsen worden sterker of zwakker, afhankelijk van hoe vaak we worden blootgesteld aan een gebeurtenis. Hoe meer we worden blootgesteld aan een activiteit (zoals een golfer die duizenden keren een swing oefent), hoe sterker de verbindingen. Hoe minder blootstelling, hoe zwakker de verbinding, en daarom is het zo moeilijk om dingen zoals de namen van mensen te onthouden na de eerste introductie.
"Wat we hebben geprobeerd te achterhalen, is hoe dit gebeurt en hoe versterk je synapsen op moleculair niveau?" Huganir zegt.
Nieuwe ontdekkingen in het geheugen
Veel van de onderzoeksvragen over het geheugen kunnen antwoorden hebben in complexe interacties tussen bepaalde chemische stoffen in de hersenen - met name glutamaat - en neuronale receptoren, die een cruciale rol spelen bij de signalering tussen hersencellen. Huganir en zijn team ontdekten dat wanneer muizen worden blootgesteld aan traumatische gebeurtenissen, het niveau van neuronale receptoren voor glutamaat toeneemt bij synapsen in de amygdala, het angstcentrum van de hersenen, en codeert voor de angst die verband houdt met het geheugen. Het verwijderen van die receptoren vermindert echter de sterkte van deze verbindingen, waardoor in wezen de angstcomponent van het trauma wordt gewist, maar het geheugen wordt verlaten.
Nu ontwikkelen Huganir en zijn laboratorium medicijnen die op die receptoren zijn gericht. De hoop is dat het inactiveren van de receptoren mensen met een posttraumatisch stresssyndroom zou kunnen helpen door de angst die gepaard gaat met een traumatisch geheugen te verminderen, terwijl het versterken ervan het leerproces zou kunnen verbeteren, vooral bij mensen met cognitieve stoornissen of de ziekte van Alzheimer.
#TomorrowsDiscoveries: gegevens gebruiken om hersenziekten te diagnosticeren | Michael I. Miller, Ph.D.
Johns Hopkins-onderzoeker Michael Miller legt uit hoe we gegevens kunnen gebruiken om betere diagnostische instrumenten te maken voor neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer.Definities
Dementie (di-men-sha): Een verlies van hersenfunctie dat kan worden veroorzaakt door een verscheidenheid aan aandoeningen die de hersenen aantasten. Symptomen zijn onder meer vergeetachtigheid, verminderd denken en beoordelingsvermogen, persoonlijkheidsveranderingen, agitatie en verlies van emotionele controle. De ziekte van Alzheimer, de ziekte van Huntington en onvoldoende bloedtoevoer naar de hersenen kunnen allemaal dementie veroorzaken. De meeste vormen van dementie zijn onomkeerbaar.
Posttraumatische stressstoornis (PTSD): Een aandoening waarbij uw 'vechten of vluchten', of stress, reactie ingeschakeld blijft, zelfs als u niets te vluchten of te vechten hebt. De aandoening ontstaat meestal na een emotioneel of fysiek trauma, zoals een beroving, lichamelijk misbruik of een natuurramp. Symptomen zijn onder meer nachtmerries, slapeloosheid, woede-uitbarstingen, emotionele gevoelloosheid en fysieke en emotionele spanning.