Home

Big diet: better brain??

In de neurobiologie wordt gekeken naar de ontwikkeling en werking van het centrale zenuwstelsel. Daaronder vallen de hersenen en de zenuwen die naar de rest van het lichaam gaan, bijvoorbeeld de gevoelszenuwen. De hersenen zijn een onderzoeksgebied waar nog heel veel te ontdekken valt. Door de complexe werking ervan is het heel moelijk om te begrijpen hoe alledaagse processen,†bijvoorbeeld†het geheugen, werken.
Recente artikelen in de wetenschappelijke pers geven steeds vaker blijk van het feit, dat de hersenen continue zichzelf vernieuwen. Men ging er vroeger vanuit dat een baby geboren werd met een aantal hersenscellen en dat gedurende de ontwikkeling van het kind het aantal hersencellen toenam om dan stabiel te blijven tijdens volwassenheid. "Als je voor een dubbeltje bent geboren, zul je nooit een kwartje worden" zeg maar. Naar school gaan zorgde ervoor dat je meer informatie had, maar - net als met een computer - de hardwareup-graden was niet mogelijk. Maar een jaar of 10 geleden†is men erachter gekomen, dat er wel degelijk nieuwe hersencellen ontstaan in het volwassen brein. Dit proces kan ook worden beÔnvloed door prikkels van buitenaf.

Denken en leren doen mensen en dieren de hele dag door. Zonder dat je je ervan bewust bent, ben je alles wat je om je heen ziet, voelt en hoort aan het verwerken met je hersenen. Iedereen weet wel hoe hersenen eruit zien van de buitenkant: een gegolfde grijzige bloemkool. De hersenen bestaan uit een grote kluwen zenuwcellen die met elkaar communiceren. Zo komt specifieke informatie op een specifieke plek in het brein waar het correct verwerkt wordt. Binnenin de hersenen zitten allemaal gespecialiseerde gebiedjes die hun eigen specialisme hebben en de informatie die daaruit komt verwerken en uitwisselen met de andere gebiedjes. In afbeelding 1 zie je de buitenkant van de hersenen en als onderliggende structuur de hippocampus.

Afb. 1. Dit is een afbeelding van het menselijk brein. Je kijkt tegen het binnenste van het brein aan. Het grootste gedeelte bestaat uit de cortex. Dit is op de afbeelding gekronkelde massa. Aan de onderkant van het brein is de hippocampus aangegeven. Deze zit in het binnenste van het brein. (Uit: Neuroscience)
Afb. 1. Dit is een afbeelding van het menselijk brein. Je kijkt tegen het binnenste van het brein aan. Het grootste gedeelte bestaat uit de cortex. Dit is op de afbeelding gekronkelde massa. Aan de onderkant van het brein is de hippocampus aangegeven. Deze zit in het binnenste van het brein. (Uit: Neuroscience)
Een hersengebied dat belangrijk is voor leren en het geheugen is de hippocampus. Deze naam is zo gekozen vanwege de gelijkenis† met een zeepaardje (hippocampus is Grieks voor 'zeepaardje'). Hersenonderzoekers wilden heel graag weten hoe het geheugen werkt en welk gedeelte van de hersenen daar verantwoordelijk voor is. Met behulp van experimenten met proefdieren, zoals ratten en muizen, zijn ze erachter gekomen dat de hippocampus een belangrijke rol speelt. Door middel van een operatie zijn verschillende hersengebieden van ratten stuk gemaakt om te zien of dat een invloed heeft op het leerproces. Het leerproces bleek het ernstigst aangetast te worden als de hippocampus stuk werd gemaakt. Vanaf dat moment hebben veel onderzoekers zich gericht op de hippocampus als zij iets wilden weten over leren en geheugen.

Ook de hippocampus bestaat uit een netwerk van zenuwcellen die met elkaar communiceren. Informatie gaat via een vast patroon door de hippocampus heen. De informatie komt binnen bij gebied 'a', gaat naar gebied 'b' en verlaat de hippocampus via gebied 'c'. Het bijzondere van de hippocampus is dat er in† het 'beginstation', waar de informatie de hippocampus binnen komt, een continue verversing plaatsvindt van zenuwcellen. Het is dus niet zo dat een volwassen dier met een bepaald aantal zenuwcellen wordt geboren en dat dat vast ligt voor de rest van† zijn leven.
Onderzoekers wilden weten of de nieuwe jonge cellen die geboren worden een belangrijke rol spelen bij leren en geheugen. Zouden er bijvoorbeeld onder bepaalde omstandigheden meer nieuwe cellen geboren kunnen worden? Door verschillende experimentele condities te creŽren kan dit onderzocht worden.

HenriŽtte van Praag en Fred Gage hebben laten zien dat je bij muizen wel degelijk het geboren worden van nieuwe hersencellen kunt verhogen. Ze spoten een chemische stof in die het verschil laat zien tussen nieuw geboren cellen en oude cellen. Ze gebruikten twee groepen muizen: ťťn groep in een gewone kooi en een groep in een kooi met een tredmolen erin. Beide kooien waren voorzien van de dagelijkse basisbehoeften van muizen, namelijk zaagsel, eten en drinken. Muizen zijn dol op tredmolens en beginnen daar snel in te rennen. De onderzoekers hebben vastgesteld, dat de muizen in deze kooi dus meer beweging hebben dan de muizen in de gewone kooi. Daarna is gekeken naar de hoeveelheid nieuw geboren hersencellen in beide groepen van muizen. De muizen in de 'sport' kooi hadden meer nieuwe hersencellen in de hippocampus.
De onderzoekers waren enthousiast door dit opmerkelijke resultaat en zijn gaan zoeken naar andere condities die ervoor zorgen dat er meer cellen worden geboren in de hippocampus. Weer zijn de muizen in twee groepen verdeelt. Eťn groep muizen is weer in een gewone kooi geplaatst en de andere groep in een kooi met allemaal muizenspeelgoed, zoals kokertjes. De muizen in de speelgoedkooi ontwikkelden ook weer meer nieuwe hersencellen dan de muizen in de gewone kooi.
Maar meer is natuurlijk niet altijd beter! Het is belangrijk om te weten of de muizen ook slimmer zijn geworden. Dat hebben de onderzoekers gedaan door de muizen een inteligentie test af te nemen. Voor muizen is er een speciale intelligentietest ontwikkeld: de "Morris water maze" (doolhof) (zie afbeelding 2).

Afb. 2. Dit is de Morris water maze. In het troebele water is een platform verborgen. Het dier zwemt net zo lang totdat het het platform heeft gevonden en onthoudt dan door middel van de omgeving waar het zich bevindt. Na een aantal keer oefenen zal het dier het telkens sneller vinden. De tijd die het dier nodig heeft om het platform te vinden is een maat voor zijn intelligentie. De tijd die het dier nodig heeft om het platform te vinden en de route die het daarvoor neemt, wordt met de computers die ernaast staan berekend.
Afb. 2. Dit is de "Morris water maze". In het troebele water is een platform verborgen. Het dier zwemt net zo lang totdat het het platform heeft gevonden en onthoudt dan door middel van de omgeving waar het zich bevindt. Na een aantal keer oefenen zal het dier het telkens sneller vinden. De tijd die het dier nodig heeft om het platform te vinden is een maat voor zijn intelligentie. De tijd die het dier nodig heeft om het platform te vinden en de route die het daarvoor neemt, wordt met de computers die ernaast staan berekend.
De inteligentietest van de muizen bestaat eruit dat ze in een bak met water een platform moeten vinden dat net onder water ligt. Door de hele bak door te zwemmen komen ze toevallig bij het platform terecht, klimmen daarop en zijn droog. Muizen houden niet van zwemmen en onthouden dus waar het platform is. Na een aantal keren traint de muis zijn geheugen, onthoudt waar het platform is en zwemt daar sneller naartoe. De tijd die de muis nodig heeft om dit te leren geeft aan hoe slim de muis is. Deze intelligentie test† is met twee groepen muizen gedaan: met een groep muizen met meer nieuw geboren zenuwcellen en een groep met minder nieuw geboren zenuwcellen. Het resultaat†is, dat de muizen die meer jonge zenuwcellen† hebben (dus de groep muizen die veel getraind† heeft in hun tredmolen) significant sneller doelgericht naar het platform zwemmen.

Het lijkt er nu een beetje op dat als je slimmer wilt worden je eerst naar de sportschool moet gaan om wat meer denk-spieren in je hoofd te kweken!! Natuurlijk is deze hele zaak niet zo simpel. Er moet nog veel meer onderzoek gedaan worden om zeker te weten of deze nieuwe cellen je wel slimmer maken. Ten eerste weten we nog niet zeker of de nieuwe cellen die geboren worden wel echt de oorzaak zijn dat de muizen sneller het platformpje onder water vinden. Misschien zijn ze sneller omdat ze meer spieren hebben en dus fitter zijn en dus sneller kunnen zwemmen. Ook weet men niet zeker of de nieuwe cellen die geboren worden net zo goed werken als zenuwcellen die al langer in de hersenen zitten. Ook is het zo dat de hippocampus† een gebied is wat verantwoordelijk is voor een heel bepaalde vorm van leren en geheugen, nl. ruimtelijke oriŽntatie. Het leren van bijvoorbeeld† een nieuwe taal zal met dit soort training† niet veel sneller gaan. Het duurt echt nog wel even voordat sportscholen kunnen gaan adverteren met "Wees sportief, verhoog je IQ"!


Auteur: Deborah N. Alfarez

Klik op 'NIBI' (in de groene balk bovenaan) voor een overzicht van de beschikbare NIBI-artikelen