Folia.nl weekblad

>Batteglia (UvA) en Franse collegae ontdekten synchronisatie tussen twee hersengebieden door dopamine.
>Deze informatie over het geheugen biedt perspectief voor het begrip van ziektes als schizofrenie.

Francesco Battaglia (Swammerdam Institute for Life Sciences van de UvA) en onderzoekers van het CNRS-Collège de France ontdekten dat twee hersenstructuren hun activiteiten synchroniseren bij de opslag van waardevolle informatie. Deze overeenstemming tussen de hippocampus en de prefrontale cortex wordt mogelijk veroorzaakt door de chemische stof dopamine. De nieuwe informatie over de communicatie tussen twee hersenstructuren (hippocampus en de prefrontale cortex) kan worden ingezet om ziektes als schizofrenie beter te begrijpen.

De hippocampus en de prefrontale cortex zijn twee hersenstructuren met een grote rol in leren en geheugen. Uit voorgaande studies is gebleken dat informatie eerst de hippocampus binnenkomt en later voor lange termijn wordt opgeslagen in de cortex. Al eerder was door onderzoekers van de UvA en het Laboratory for the Physiology of Perception and Action van het CNRS-Collège de France aangetoond dat deze twee structuren met elkaar communiceren tijdens slaap, wat mogelijk het overbrengen van informatie van de hippocampus naar de prefrontale cortex vergemakkelijkt. Dit is het zogenoemde memory consolidation-proces; het incorporeren van nieuwe informatie in onze al bestaande kennis, die in de cortex ligt opgeslagen.

De wetenschappers onderzochten hoe hersenen slechts de essentiële delen van de constante informatiestroom opslaan. Ze leerden ratten in een gedragstaak enkele regels aan. Door de neurale activiteit van de hippocampus en de prefrontale cortex te meten toonden de onderzoekers aan dat de twee hersenstructuren hun activiteit synchroniseerden vanaf het moment dat de dieren de gedragsregels begrepen. De neuronen van de twee structuren worden dan tegelijkertijd geactiveerd waardoor hun verbindingen sterker worden. Er wordt dus een geheugenspoor gevormd die relateert aan een cruciaal beslissingsmoment van de taak.

Wat is echter het signaal dat belangrijke herinneringen als zodanig markeert, met synchronisatie en geheugenopslag tot gevolg? Battaglia en zijn Franse collega's vonden aanwijzingen dat de synchronisatie na succesvol leren plaatsvindt door dopamine. Dat is een chemische stof in de hersenen die betrokken is bij het leerproces, aangezien de dopamineconcentratie in de hersenen wordt vergroot wanneer het dier een beloning ontvangt. De onderzoekers hebben gekeken naar de rol van dopamine in de hippocampus en de prefrontale cortex. Het bleek dat het toedienen van deze stof in de prefrontale cortex hetzelfde effect veroorzaakte als ze tijdens het leerproces hadden waargenomen: de twee structuren synchroniseerden hun activiteit opnieuw. Op deze manier wordt gedrag dat leidt tot een beloning opgeslagen.

Dit onderzoek is een relevante vooruitgang in het begrip van de manier waarop verschillende hersenstructuren met elkaar communiceren en waardevolle informatie opslaan. Deze kennis is belangrijk om aandoeningen waarbij sprake is van verstoorde communicatie tussen hersengebieden, zoals schizofrenie, beter te begrijpen. (UvA/MMJ)