De ontdekking van deze hersencellen verandert ons inzicht in hoe geheugen werkt en zou nieuwe behandelingen voor de ziekte van Alzheimer, epilepsie en andere aandoeningen mogelijk kunnen maken.
Je zou denken dat we het menselijk lichaam inmiddels van top tot teen begrijpen. Toch laat een nieuwe studie zien dat er nog veel te ontdekken valt. Zo hebben onderzoekers een nieuw type hersencel ontdekt, die een belangrijke rol blijkt te spelen bij herkenning.
Voorwerpen herkennen
Kijk eens om je heen in huis. Je wordt waarschijnlijk omringd door heel veel vertrouwde dingen, zoals foto’s van geliefden aan de muur, versleten sneakers bij de deur en een plank vol met reisherinneringen. Dergelijke voorwerpen slaan we in ons geheugen op en bepalen voor een groot deel wie we zijn. Maar hoe ontstaan deze herinneringen precies? En wat als we ze zouden kunnen beschermen tegen verlies door een verwoestende ziekte zoals Alzheimer? “Het herkennen van voorwerpen is cruciaal voor wie we zijn en hoe we met de wereld omgaan”, zegt onderzoeker Mark Cembrowski. “Of een voorwerp vertrouwd of nieuw is, kan allesbepalend zijn – van overleving tot ons dagelijks functioneren – en heeft ingrijpende gevolgen voor geheugen-gerelateerde aandoeningen en stoornissen.”
Nieuw type hersencel
Wetenschappers hebben onlangs een belangrijk stukje van de puzzel gevonden. In een studie, gepubliceerd in Nature Communications, ontdekten ze namelijk een nieuw type hersencel die een sleutelrol blijkt te spelen in het onthouden en herkennen van voorwerpen.
Ovoid cellen
Deze nieuw ontdekte cellen, ‘ovoid cellen’ genoemd vanwege de karakteristieke ei-vorm van hun cellichaam, komen in relatief kleine aantallen voor in de hippocampus van mensen, muizen en andere dieren. Het zijn in feite bijzonder gespecialiseerde neuronen die telkens in actie komen wanneer we iets nieuws tegenkomen. Ze zetten een proces in gang waarmee die voorwerpen in ons geheugen worden opgeslagen, zodat we ze maanden – of zelfs jaren – later kunnen herkennen.
Ontdekking
Onderzoekers ontdekten de bijzondere eigenschappen van deze cellen tijdens analyse van een hersenmonster van een muis. Zo viel een klein cluster neuronen op met een opvallende genexpressie. “Ze waren gewoon daar, in het volle zicht verstopt”, vertelt Adrienne Kinman. “Na verdere analyse bleek dat ze zich op zowel cellulaire als functionele niveaus, en in hun neurale circuits, duidelijk onderscheiden van andere neuronen.”
Functie
Om de functie van de ovoid cellen te onderzoeken, manipuleerde Kinman de cellen in muizen zodat ze begonnen te gloeien zodra ze actief waren in de hersenen. Vervolgens gebruikte het team een compacte enkel-foton microscoop om de cellen te observeren terwijl de muizen interactie hadden met hun omgeving. De onderzoekers ontdekten dat de ovoid cellen gingen gloeien wanneer de muizen een onbekend voorwerp tegenkwamen. Maar zodra ze eraan gewend waren, stopten de cellen met reageren. Kortom, de cellen hadden hun taak vervuld: de muizen konden de voorwerpen nu herinneren. “Wat echt opvallend is, is hoe intens deze cellen reageren op iets nieuws”, vertelt Kinman. “Het komt zelden voor dat je zo’n duidelijke verbinding ziet tussen celactiviteit en gedrag. Bij muizen kunnen de cellen zelfs maandenlang een enkele ontmoeting met een voorwerp onthouden, wat een uitzonderlijk niveau van langdurig geheugen is voor deze dieren.”
Hersenaandoeningen
De onderzoekers bestuderen nu de rol van ovoid cellen bij verschillende hersenaandoeningen. Het team vermoedt dat deze cellen, wanneer ze uit balans raken – door te veel of te weinig activiteit – de symptomen van aandoeningen zoals Alzheimer en epilepsie zouden kunnen verergeren. “Het niet meer herkennen van vertrouwde voorwerpen is een van de meest kenmerkende symptomen van de ziekte van Alzheimer”, zegt Kinman. “Je vergeet wat sleutels zijn, of die foto van een geliefde. Stel je voor dat we deze cellen zouden kunnen aanpassen om dat te voorkomen of zelfs om te keren? En bij epilepsie blijken ovoid cellen hyperactief te zijn, wat hen mogelijk een sleutelrol geeft bij het starten en voortduren van aanvallen. Dit maakt ze een veelbelovende nieuwe richting voor behandelingen.”
Voor Cembrowski betekent de ontdekking van deze sterk gespecialiseerde neuron een ware omwenteling van tientallen jaren aan conventionele opvattingen, waarin werd aangenomen dat de hippocampus slechts één type cel herbergde die alles rondom geheugen regelde. “Vanuit een fundamenteel neurowetenschappelijk perspectief verandert dit echt de manier waarop we geheugen begrijpen”, zegt hij. “Het opent de deur naar het idee dat er mogelijk nog onbekende neuronsoorten in de hersenen bestaan, elk met een specifieke rol in leren, geheugen en cognitie. Dit zou een hele nieuwe wereld aan mogelijkheden creëren die de manier waarop we hersengezondheid en -ziekten benaderen en behandelen volledig zouden herschikken.”
