Neuronen


Spiegelneuronen zijn soms ook gevoelig voor afstand

Rhesusaapjes blijken spiegelneuronen te hebben die gevoelig zijn voor afstand: sommige worden actief ('vuren') als de aap in kwestie iets binnen zijn armbereik ziet gebeuren, andere gaan over het gebied buiten het armbereik van het dier. Dat hebben Duitse en Italiaanse neurowetenschappers aangetoond (Science, 17 apr.).

Spiegelneuronen zijn zenuwcellen in het motorische deel van de hersenen (het gebied waar handelingen worden gepland), die zowel vuren wanneer een dier een doelgerichte handeling uitvoert als wanneer het diezelfde handeling door een andere aap of mens ziet uitvoeren.

Dat er verschillende typen waren, was al bekend. Zo zijn er spiegelneuronen die vuren als een aap met de vingers iets kleins pakt of ziet pakken; andere vuren bij het pakken van iets groters met de hele hand.

Ook vuren verschillende spiegelneuronen wanneer een aap iemand een stukje eten naar de mond ziet brengen of in een bakje vlakbij de mond ziet leggen - een identieke beweging, maar met verschillend doel.

Op basis van dat laatste onderzoek wordt wel gezegd dat spiegelneuronen de intentie van een waargenomen handeling 'begrijpen'. De nieuwe resultaten suggereren dat spiegelneuronen ook helpen bepalen hoe te reageren op degene die de handeling verricht.

De onderzoekers schroefden, onder verdoving, een titanium hoofdsteun in de schedel van twee rhesusaapjes. Vervolgens maten ze door een opening daarin met micro-elektroden de activiteit van losse hersencellen.
Toen ze spiegelneuronen had den gevonden, keken ze welke ervan vuurden als een aap een mens zag grijpen naar voorwerpen binnen en buiten armbereik van de aap. Ongeveer de helft van de spiegelneuronen had een voorkeur voor binnen, de rest voor buiten armbereik.

Ook bleek dat een deel 'binnen bereik' metrisch opvatte (letterlijk binnen armlengte) en een deel praktisch (het vuurpatroon veranderde dan als een glazen plaat tussen aap en voorwerp werd geplaatst).

Ellen de Bruin


EIWIT IN HERSENSCHORS WIJST UITLOPERS VAN NEURONEN HUN PLAATS

Elke zenuwcel (neuron) in de hersenen is via uitlopers meteen aantal andere verbonden. Er zijn twee soorten uitlopers: de korte dendrieten voor de binnenkomende signalen en het soms zeer lange axon, dat als uitgaande lijn fungeert. Onderzoekers hebben ontdekt dat de plaats waar de dendrieten en het axon uit een jonge zenuwcel gaan groeien en de richting die deze uitlopers opgaan, wordt bepaald door de concentratie van het eiwit semaphorin 3A (Nature, 6 april). Een zenuwcel kan tijdens de aanleg van de hersenen dus twee totaal verschillende reacties op één en dezelfde stof vertonen.
Deze aanleg begint vroeg in de embryonale ontwikkeling en gaat bij de mens na de geboorte nog ongeveer zeven jaar door. De onderzoekers proberen al jaren te achterhalen hoe jonge zenuwcellen 'weten' welke verbindingen zij moeten maken. In 1998 stelden zij vast dat de groeirichting van het axon wordt bepaald door de concentratie van semaphorin 3A (Sema3A). De uitloper zoekt plaatsen op waar deze concentratie laag is. Sema3A stoot hem als het ware af.
Met hun nieuwste onderzoek tonen ze aan dat groeiende dendrieten juist worden aangetrokken door hoge concentraties van deze stof. De verdeling van Sema3A in de hersenschors correspondeert ook nauwkeurig met de oriëntatie van de neuronen aldaar.
Blijkbaar kunnen jonge zenuwcellen dit concentratieverschil meten en het vertalen in de vorming van één van beide typen uitlopers. Nieuwsgierig geworden naar het achterliggende mechanisme, hebben ze eerst onderzocht of er andere receptoren voor Sema3A liggen op de plaatsen waar het axon en de dendrieten ontstaan. Zo'n receptor kan Sema3A binden en die binding is noodzakelijk wil de cel op deze stof kunnen reageren. Zij vonden echter dat de belangrijkste receptor gelijkmatig over de cel verdeeld is.
Vervolgens keken zij naar de processen die zich in de cel afspelen nadat Sema3A een receptor heeft bereikt. Er kunnen dan verschillende kettingreacties optreden. Welke precies, is na te gaan aan de aanwezigheid van bepaalde stoffen of de activiteit van bepaalde enzymen. De onderzoekers ontdekten dat cyclisch guanosinemonofosfaat (cGMP), dat karakteristiek is voor één van de kettingreacties, ongelijk over de cel verdeeld is. Het axon ontstaat op een plaats met een lage concentratie cGMP. Hoe de asymmetrische verdeling van cGMP precies ontstaat, is vooralsnog een raadsel.
Evenmin is duidelijk wat de rol is van de aan Sema3A verwante stoffen Sema3B en Sema3C. Beide zijn aanwezig in zich ontwikkelende hersenen en kunnen in vitro de uitgroei van celuitlopers beïnvloeden.

M.v.g. G. Nevenzel.

Overzicht van onderwerpen.