Verbindingen tussen hersencellen (afb: Connectoomproject)

Herinneringen, we hebben ze allemaal, maar de grote vraag is hoe die worden opgeslagen in de hersens. Wat mij persoonlijk intrigeert is dat bij ouderen de oudste herinneringen het langst stand houden. Als je ervan uitgaat dat een mens met het vorderen van de leeftijd steeds meer hersencellen verliest is dat een opmerkelijk gegeven. Herinneringen zouden vastgelegd worden door verbindingen tussen hersencellen. Doordat er steeds nieuwe herinneringen bijkomen verandert die interrelationele structuur van de hersens voortdurend. Twee onderzoekers komen nu met een nieuw idee: het geheugen is er doordat moleculen, hersencellen en synapsen zouden weten hoe laat het is.
Een definitie van geheugen is net zo lastig te geven als van tijd of van leven. Je zou kunnen zeggen dat geheugen een wijziging in het systeem is waardoor de manier verandert waarop dat systeem in de toekomst werkt. “Een geheugen is in feite de reactivering van verbindingen tussen verschillende delen van de hersens die ooit actief waren”, geeft neurowetenschapper Nikolai Koekoesjin als (gammele) verklaring, een van de twee bedenkers van voornoemde tijdtheorie. Alle dieren en zelfs eencelligen hebben een vorm van geheugen.
Neem de zeeslak. Evolutionair moet je een lange weg afleggen van zeeslak naar mens, maar beide dieren hebben hersencellen en kunnen herinneringen vormen. Als je een zeeslak knijpt, dan zal die de volgende keer als je je grijpgrage vingertjes naar hemhaar uitstrekt zich eerder terugtrekken dan de eerste keer. Onderzoekers zagen dat ook hersencellen bij zeeslakken nieuwe of sterkere verbindingen vormen na een, al of niet prettige, ervaring. De moleculen die daarbij betrokken zijn lijken op de van de mens.

Duizenden verbindingen

Nikolai Koekoesjin

Koekoesjin: “Het unieke aan neuronen is dat ze duizenden verbindingen kunnen vormen met andere hersencellen en elke verbinding is erg specifiek.” Die verbindingen kunnen dan ook weer sterker of zwakker gemaakt worden. Dus elke keer die zeeslak gniepen verandert de sterkte van de al gevormde verbinding.
Maar wat is nou toch dat geheugen? Dat moet je volgens de geboren Petersburger niet zoeken in de moleculen die het proces sturen of in de synapsen, de contactpunten tussen hersencellen. “Als je je verdiept in de moleculen, de ionkanalen, de enzymen, de trancriptieprogramma’s (?;as), cellen, synapsen en de neuronnetwerken dan besef je dat er niet een plaats is waar herinneringen worden opgeslagen.” Het geheugen zou het systeem zelf zijn.

Geheugen zou ook niet aan hersencellen zijn op te hangen. Zelfs bacteriën, die niet beschikken over een zenuwstelsel, zou aan te leren zijn op een lichtflits te reageren. Zo’n vaardigheid is volgens Koekoesjin een evolutionair voordeel. “”Dat biedt het organisme de mogelijkheid iets van het verleden toe te passen in de toekomst en te reageren op nieuwe omstandigheden.”
Menselijk herinneringen, zelfs de dierbaarste, beginnen grofkorrelig. Het gezicht van je moeder komt als een vloed fotonen terecht op je netvlies, dat die signalen doorstuurt naar de visuele cortex. Als je haar stem hoort, dan worden geluidsgolven omgezet in elektrische signalen in de gehoorcortex. Hormonen ‘kruiden’ die ervaring met een waardering: die ander is goed (of slecht). Daar komen dan nog schier eindeloos veel indrukken bij. Volgens Koekoesjin worden je hersencellen, de ontstane synapsen enz. door al deze indrukken tijdsafhankelijk opgeslagen. Ze zouden een gebeurtenis zelfs in een tijdvenster ‘verpakken’.

Tijdschalen

De hersens zouden elke ervaring in verschillende tijdschalen verdelen die tegelijkertijd worden beleefd, zoiets als muziek dat bestaat uit een palet van frequenties. Het zou een genest systeem zijn, waarbij de herinneringen bestaan binnen tijdschalen met afwijkende lengtes. Die tijdschalen zouden op elk onderdeel van het systeem werken, ook op de moleculaire activiteiten waarbij informatie wordt uitgewisseld.
Koekoesjin denkt dat die gedachte moeilijk te vatten is, ook voor neurowetenschappers. Het zal, zo denkt hij, dan ook nog erg lang duren voordat de ‘moeren en schroeven’ van het systeem gevonden worden. “Idealiter zou je het gedrag van elke hersencel kunnen volgen in de tijd.”

Er wordt gewerkt aan een soort grote routekaart van de hersens, het connectoom, maar dat is ‘dode’ situatie. Zich herinneren is een dynamisch proces, volgens Koekoesjin.

Bron: Wired