Het is te danken aan een onderbelicht celtype, de zogenoemde astrocyt, die aan de handrem trekt en de hersenen weer naar een ontspannen toestand brengt.
Wanneer je op maandagochtend op kantoor komt en nietsvermoedend je inbox opent, word je ineens geconfronteerd met een waslijst aan ongelezen berichten. Het zweet breekt je uit en je overvolle inbox laat je hoofd tollen. Even neem je de tijd om op adem te komen. Vervolgens raap je jezelf bij elkaar en verzamel je de moed om de e-mails één voor één te openen. Dit kalmerende effect treedt op dankzij een nieuw ontdekt hersencircuit, waarbij een vrij onbekend type hersencel betrokken is: de astrocyt, zo schrijven onderzoekers in het vakblad Nature Neuroscience.
Overweldigd
Als je schrikt of overweldigd raakt, is er zoveel activiteit in je hersenen, dat je geen informatie meer kunt opnemen. Dit is het gevolg van een flinke dosis noradrenaline, een neurotransmitter die je kunt zien als adrenaline voor je hersenen. Wanneer je plotseling panikeert, stuurt noradrenaline een chemische boodschap naar neuronen om alerter te worden. Tot voor kort werd gedacht dat de hersenactiviteit weer normaal wordt naarmate de hoeveelheid noradrenaline in de hersenen langzaamaan afneemt. “We hebben nu echter aangetoond dat het in feite astrocyten zijn die aan de handrem trekken en de hersenen weer naar een ontspannen toestand brengen,” aldus onderzoeker Kira Poskanzer.
Nieuw hersencircuit
Het betekent dat onderzoekers hier op een geheel nieuw hersencircuit zijn gestuit. “Dit is een circuit tussen twee soorten cellen in de hersenschors: neuronen en astrocyten,” zo vertelt Poskanzer in een interview met Scientias.nl. “Er is ondertussen al veel onderzoek gedaan waaruit is gebleken dat de hoeveelheid noradrenaline in het brein toeneemt wanneer bijvoorbeeld dieren plotseling iets zien bewegen, iets nieuws opmerken of schrikken. Deze toename van noradrenaline verandert de activiteit van neuronen. Maar het was tot nu toe niet duidelijk hoe de neuronen weer terugkeren naar hun normale activiteitsniveau – wat belangrijk is om opnieuw prikkels te kunnen waarnemen. Het circuit dat we nu hebben gevonden laat zien dat astrocyten – een onderbelicht celtype – een essentiële rol spelen in de afname van deze door noradrenaline aangedreven neuronale activiteit.” De onderzoekers ontdekten dat neuronen en astrocyten in feite allebei reageren op noradrenaline. De neuronen reageren door alerter te worden, terwijl astrocyten juist overactieve neuronen kalmeren.
Astrocyten zijn stervormige cellen, die, gelegen tussen neuronen en bloedvaten, een rasterachtig patroon vormen. Astrocyten hebben vele uitlopers, wat betekent dat één enkele astrocyt met duizenden synapsen (de verbindingen tussen neuronen) verbonden is. Dit stelt deze cellen in staat om neuronen ‘af te luisteren’ en hun signalen te reguleren.
Van oudsher werden astrocyten beschouwd als eenvoudige, ondersteunende cellen voor neuronen. Maar ondertussen stapelt het bewijs dat deze ondergewaarde cellen veel belangrijkere functies bekleden, zich op. Astrocyten blijken te reageren op een verscheidenheid aan neurotransmitters en zouden zomaar een cruciale rol kunnen spelen bij verschillende neurologische aandoeningen, zoals de Ziekte van Alzheimer. En nu blijkt dat ze ons zelfs na een schrikmoment weer tot kalmte kunnen manen. Waarom we dat nog niet wisten? “Vrijwel iedereen die zich in het verleden met dit onderwerp heeft beziggehouden, heeft zich enkel geconcentreerd op neuronen,” stelt Poskanzer. “Maar wij keken zowel naar neuronen, als naar astrocyten.”
Kalmerende cellen
De bevindingen duiden erop dat ons brein dus eigenlijk over hele behulpzame cellen beschikt, die ervoor zorgen dat de rust in ons brein wederkeert. En dat is eigenlijk best verrassend. “Hoewel we eerder hebben aangetoond dat astrocyten de diepte en de duur van slaap kunnen verhogen, was de ontdekking dat astrocyten over een tijdspanne van slechts luttele seconden de neurale activiteit stabiliseren, toch een verrassing,” zegt Poskanzer. “Gezien het aantal neuronen waarmee elke astrocyt kan ‘praten’, maakt dit systeem ze tot zeer belangrijke en genuanceerde regulatoren van onze waarneming.”
Het betekent bovendien dat deze cellen mogelijk heel belangrijk zijn voor onze gezondheid. “We denken dat astrocyten grootschalige neuronale activiteit orkestreren, omdat ze elk in staat zijn om contact te maken met duizenden synapsen,” gaat Poskanzer verder. “Dit heeft mogelijk ingrijpende gevolgen voor onze gezondheid en ons welzijn.”
ADHD
Sterker nog, de onderzoekers suggereren dat het nieuw ontdekte hersencircuit mogelijk de sleutel is tot de behandeling van bepaalde aandachtsstoornissen, zoals ADHD. Ondanks een overvloed aan onderzoek wordt ADHD nog altijd niet helemaal begrepen – en kan als gevolg daarvan ook nog steeds niet goed worden behandeld. Maar misschien dat astrocyten uitkomst kunnen bieden. “Door in kaart te brengen hoe moleculen die betrokken zijn bij ADHD op astrocyten inwerken, kunnen we deze stoornissen vanuit een geheel nieuw perspectief bekijken,” zegt Poskanzer. “Een celtype dat met vele, vele synapsen in contact komt, heeft mogelijk meer therapeutisch potentieel dan neuronen.”
Kortom, de bevindingen duiden erop dat astrocyten de manier waarop onze hersenen herstellen van een uitbarsting van noradrenaline, kunnen verklaren. En dat is belangrijke informatie. Tot voor kort leek het namelijk alsof er een essentieel puzzelstukje ontbrak in onze kennis over hoe onze hersenen herstellen van acute stress. Maar nu blijkt dat niet alleen neuronen, maar ook astrocyten gevoelig zijn voor noradrenaline en de neuronen om hen heen helpen coördineren. “We hadden niet verwacht dat de cyclus er zo uit zou zien,” zegt Poskanzer. “Maar alles valt nu op z’n plek.”
