Rechts opnamen van hersencellen met behulp van een tweefotonmicroscoop. Links een beelduitleg van de werking (foto: Wikicommons)

Het is een groot wonder en ook nog steeds een levensgrote vraag hoe het geheugen werkt. Hoe worden herinneringen opgeslagen en hoe komt het dat de oudste herinneringen vaak het best blijven hangen, terwijl er gedurende het leven van de mens heel wat hersencellen het loodje leggen? Onderzoekers van het centrum voor moleculaire neurobiologie in Hamburg (ZMNH) hebben onlangs een tipje van de sluier kunnen oplichten. Ze hebben met een tussenpoos van zeven dagen de functie van afzonderlijke hersencellen in de hippocampus bekeken en zijn op basis daarvan tot de conclusie gekomen dat het huidige verklaringsmodel niet klopt.

De hippocampus speelt een belangrijke rol in het langetermijngeheugen. Als dat deel verstoord is werkt het geheugen niet meer. „Tot nu toe namen we aan dat de informatieopslag in de hippocampus afhankelijk is van de sterkte van de verbindingen tussen de cellen, de synapsen“, zegt Thomas Oertner, directeur van het instituut voor synaptische psychologie bij het ZMNH. Synapsen zijn verantwoordelijk voor het overdragen van informatie tussen de cellen en ze zouden een belangrijke rol spelen bij het opslaan van indrukken. Volgens de gangbare opvatting moeten de verbindingen tussen cellen sterk zijn en stabiel blijven. Dat proces wordt langetermijnplasticiteit genoemd en dat fenomeen vormt al jaren de kerngedachte bij neurobiologisch onderzoek.
Oertner en zijn medewerkers zijn, gegeven hun onderzoeksresultaten, daar echter aan gaan twijfelen. Bij hun experimenten beïnvloedden ze de synaptische verbindingen zo, dat de ‘informatiesnelweg’ , bij wijze van spreken, werd omgezet in een 30 km-zone. „We hebben de synapssterkte drastisch teruggeschroefd en hebben toen weer naar de celverbindingen gekeken”, zegt Oertner. Het resultaat na zeven dagen was opmerkelijk. „50% van de gemanipuleerde synapsen was verdwenen en de rest keerde terug naar hun uitgangstoestand”, zegt mede-onderzoeker Simon Wiegert. „Er bestaat dus kennelijk geen stabiele toestand van synapsen. Dat betekent dus dat het langertermijngeheugen anders moet functioneren dan we tot nu toe aannemen.“
Het lijkt er een beetje op dat de hersens bij het opslaan van informatie iets soortgelijks doen als computers. De hippocampus zou de informatie eerst in een soort analoge vorm opslaan door het veranderen van de synapssterkte. Die toestand is instabiel en daarom zou de analoge opslag na een paar dagen worden omgezet in een ‘digitale’: synapsen vallen uit (=0) en andere die naar de uitgangstoestand terugkeren (=1). “Digitale opslag is minder vatbaar voor verval. Dat zou dan verklaren waarom we de dingen uit onze jeugd tot op hoge leeftijd kunnen herinneren”, denkt Wiegert.
Bij hun onderzoek gebruikten de onderzoekers een zogeheten tweefotonenmicroscoop. Daarmee werden de metingen aan de afzonderlijke synapsen uitgevoerd. Deze techniek heeft het mogelijk gemaakt, dat zou voor het eerst zijn, de hersencellen bij hun werk een aantal dagen te volgen.

Bron: idw