A – presynaptisch neuron, /B – postsynaptisch neuron
1 – mitochondrion 2 – blaasje vol met neurotransmitter 3 – autoreceptor 4 – synaptische spleet 5 – neurotransmitterreceptor 6 – calciumkanaal 7 – blaasje staat neurotransmitter af 8 – neurotransmitter heropnamepomp

Onderzoekers van het Karolinska-instituut hebben met behulp van organische bioelektronica een neuron nagemaakt die in staat is met echte neuronen te communiceren. Het idee van de onderzoekers is dat deze elektronische zenuwcellen iets kunnen betekenen bij de bestrijding van hersenziektes en/of het verhelpen van beschadigingen van het zenuwstelsel zoals een ruggenmerglaesie. 

Zenuwcellen communiceren met elkaar via chemische signalen die overgebracht worden door de zogeheten neurotransmitters of overdrachtsstoffen. In de cel worden deze chemische signalen omgezet in een elektrische spanning die via de axon, de lange uitloper van een zenuwcel, verder ‘reist’ tot aan de synaps, de overgang naar de volgende zenuwcel (zie afb.). Daar wordt het elektrische signaal weer omgezet in een chemisch (een neurotransmitter) dat wordt doorgegeven aan de volgende cel, enzovoort.
Nu worden bij onderzoek en therapieën de zenuwcellen (=neuronen) geprikkeld via elektrische stimuli, maar de nieuwe kunstneuron doet het zoals het hoort. De elektronische zenuwcel is in staat chemische signalen te ontvangen en door te geven. “Onze kunstneuron is gemaakt van geleidende polymeren”, zegt onderzoekster Agneta Rochter-Dahlfors. “Die functioneert als een menselijke neuron. Het sensorgedeelte meet een verandering in chemische signalen in een petrischaaltje en vertaalt die in een elektrisch signaal. Dat heeft vervolgens als effect het vrijkomen van de neurotransmitter acetylcholine in een tweede schaaltje. Dat wordt door levende menselijke zenuwcellen gedetecteerd.”
De onderzoekers hopen dat hun vinding kan helpen bij het verbeteren van de behandeling van zenuwziektes, waar men nu nog afhankelijk is van elektrische stimulering. De kunstneuron maakt het mogelijk echte neuronen te stimuleren met bepaalde chemische signalen afkomstig van verschillende delen van het lichaam. Het zou zelfs kunnen dat de kunstneuronen helpen schade in het neurale systeem te overbruggen. Dan denk ik natuurlijk meteen aan het overbruggen van laesies in het ruggenmerg. Richter-Dahlfors: “Eerst zullen we de kunstneuron dan moeten verkleinen om die te kunnen implanteren in het menselijk lichaam. We denken dat in de toekomst, bediend via draadloze communicatie, de biosensor zal worden geïmplanteerd om neurotransmitters te ‘versturen’ naar verafgelegen plaatsen in het lichaam. Dat zou een zelfsturend systeem kunnen zijn of van buiten gestuurd.” En natuurlijk is het allemaal heel opwindend.

Bron: Eurekalert