Bij een synaps verzorgen de neurotransmitters voor het overbrengen van het signaal van de hersencel A op hersencel B. 1 – mitochondrion
2 – blaasje vol met neurotransmitters
3 – autoreceptor
4 – synaptische spleet
5 – neurotransmitterreceptor
6 – calciumkanaal
7 – blaasje staat neurotransmitter af
8 – neurotransmitter heropnamepomp (afb: WIki Commons)
Het goed functioneren van de hersenen en het geheugen heeft alles te doen met het verkeer van signaalstoffen (neurotransmitters) van hersencel naar hersencel. Als het geheugen niet goed meer werkt, dan is er iets mis met dat neurotransmitterverkeer, maar wat er mis is daar moeten onderzoekers maar een slag naar slaan. Nu hebben onderzoekers van de Japanse universiteit van Hirosjima rond Manabu Abe de hulp van infraroodstraling ingeroepen om de plaatsen waar die neurotransmitterstromen worden geproduceerd in kaart te brengen.
De stimulering voor de aanmaak van signaalstoffen zoals glutamaat is noodzakelijk voor de geheugenvorming. Dat is bekend, maar de kennis van neurotransmitters bevat grote gaten. Zo is niet bekend hoe en waar die ‘boodschappers’ worden gevormd. Wel bekend is dat calcium daarbij een belangrijke rol speelt. Concentratieverhoging van dat element in ionvorm (Ca2+) lijkt aan de basis te staan van de productie van glutamaat, maar hoe dat precies werkt is weer een gat in de kennis. Dat heeft er meer te maken dat calcium, opgelost in celvloeistof, moeilijk te traceren is.
Abe hoopt nu dat met de aan zijn lab ontwikkelde infraroodtechnologie dergelijke nu nog onbekende mechanismes kunnen worden bestudeerd en eventueel kunnen worden ‘opgepookt’ om het transmitterverkeer tussen de neuronen op een hoger peil te brengen om geheugenvorming te verbeteren.
Vangen en vrijlaten
Het idee van Abe berust op twee peilers: vangen en vrijlaten. In de eerste fase van de Abe-methode worden via een spray (?) dragermoleculen in de hersens ingebracht. Nou ja, hersens, het ging om een kweek van hersencellen van muizen. Die verdelen zich en ‘vangen’ de calciumionen die ze tegenkomen door binding. De dragermoleculen (‘vangers’) waren voorzien van een lichtgevoelige stof (chromofoor).
Als de drager met calciumion wordt beschenen met nabij-infraroodlicht, dan worden de calciumionen weer vrijgelaten. Infrarood licht (warmtestraling) is onschadelijk en dringt door in weefsel, is het verhaal van de Japanners, maar ik vraag me af of dat diep genoeg is om de hele hersenpan te ‘doorgronden’.
In het lab werden de infraroodlasers geprojecteerd op hersencellen die de lichtgevoelige dragermoleculen bevatten om te zien of het calcium inderdaad vrijkwam. Als de elektrische lading bij infraroodbestraling werd gemeten (hoe?), ontstond een interessant patroon.
Het lijkt er op dat blootstelling aan de elektromagnetische straling (de ir-golven) inderdaad de calciumionen ontketent. Calcium houdt zich vooral op plaatsen op waar bepaalde neurotransmitters worden geproduceerd in hersencellen. Die hogere calciumconcentratie was geassocieerd met een hogere gemeten lading. Calcium kan zich nu niet langer meer ‘verstoppen’, althans in celkweken.
Schuldig
Voor de onderzoekers wordt het nu makkelijker om zich op die duidelijk afgeperkte locaties te richten met het oog op behandelingen voor geheugenverlies.
Ik moet het nog allemaal zien. Als ik het artikel goed begrijp hebben ze hun ir-‘pijlen’ niet gericht op hersens van levende beesten (laat staan mensen) maar op kweken van hersencellen. Uiteraard kun je daar ook aan meten, maar dat, lijkt me, is niet hetzelfde als werken in functionele hersens. Mijn vraag is of je daar veel aan hebt. Ik vraag het wel even aan Abe en ben jullie voorlopig het antwoord schuldig.
Bron: Science Daily