Delen:
Winnaars van de Speedzellen Nobelprijs hebben snelheidsmetercellen in de hersenen opgespoord
De twee Nobelprijswinnaars May-Britt en Edvard Moser hebben cellen in de hersenen van ratten ontdekt die op snelheid reageren. Deze "snelheidscellen" zenden signalen met een hogere frequentie uit, hoe sneller de knaagdieren bewegen. Deze "hersentachometer" speelt een belangrijke rol bij zelftracking, zoals de onderzoekers schrijven in het tijdschrift "Nature".
Snelheidscellen reageren op beweging
Het tweetal onderzoekers van de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Trondheim ontving in 2014 de Nobelprijs voor de ontdekking van halftooncellen, die een belangrijke rol spelen bij de oriëntatie van de ruimte. De ontdekking van snelheidscellen is een andere belangrijke wetenschappelijke bijdrage aan de verkenning van de oriëntatie van zoogdieren.
Afbeelding: DigitalGenetics-Fotolia "Dit is een grote stap vooruit," zei Edvard Moser tegen de Noorse krant "Adressavisen". "Dat was het ontbrekende puzzelstukje in ons onderzoek op locatie."
De onderzoekers renden ratten op een loopband. Hiervoor gebruikten ze een auto waarin in plaats van een vloer een bijbehorend apparaat was geïnstalleerd. Op deze manier konden de onderzoekers de snelheid waarmee de ratten op de tape liepen precies controleren. Ze kozen voor zeven, 14, 21 en 28 centimeter per seconde. Vervolgens werd de activiteit van de zenuwcellen gemeten door elektroden in de entorhinale cortex en in de hippocampus. Het bleek dat bepaalde cellen in toenemende mate actiever werden dan andere. De entorhinale cortex bevindt zich direct naast de hippocampus en stuurt er signalen naar toe. Beide hersenstructuren spelen een belangrijke rol bij de ruimtelijke oriëntatie en het leervermogen. Zoals de onderzoekers in het dagboek melden, is 15 procent van de zenuwcellen in de entorhinale cortex snelheidscellen, in de hippocampus is hun aandeel iets lager met tien procent.
Activering van snelheidscellen in de hersenen is onafhankelijk van de omgeving
Verder onderzoek wees uit dat de activering van de snelheidscellen niet gerelateerd is aan de omgeving of de visuele waarneming. De snelheidscellen stuurden hun signalen dus op dezelfde manier, ongeacht een heldere of donkere experimentele omgeving.
Samen met collega's stelden de onderzoekers en onderzoekers de stelling voor dat de cellen van de cellen ten minste gedeeltelijk hun informatie ontvangen van de gebieden in de hersenen die verantwoordelijk zijn voor de verwerking van zelfperceptie en lichaamsbeweging.
Edvard Moser beschrijft de snelheidscellen tegenover de krant "als een soort snelheidsmeter. De activiteit neemt toe in de cellen naarmate de snelheid waarmee de rat beweegt toeneemt. Deze realisatie is een integraal onderdeel van de 'interne kaart' waaraan we de afgelopen tien jaar hebben gewerkt. De kaart is dynamisch en kan niet worden bijgewerkt zonder snelheidsinformatie ", legt de onderzoeker uit. "Het laat zien hoe de cellen samenwerken in het lokalisatiesysteem van de hersenen."
Inzicht in snelheidscellen is belangrijk voor het onderzoek van Alzheimer
Naast de rastercellen, die een soort interne kaart vormen, waren tot nu toe nog enkele andere cellen van het oriëntatiesysteem in de hersenen van zoogdieren bekend, zoals de grenscellen voor de identificatie van obstakels en de cellen in de hoofdrichting die werken als een kompas, evenals cellen plaatsen.
May-Britt en Edvard Moser kregen de Nobelprijs voor de Geneeskunde in 2014 samen met de Britse John O'Keefe. De Mosers ontdekten de roostercellen in de entorhinale cortex in 2005, nadat O'Keefe in 1971 de plaatscellen in de hippocampus vond.
De resultaten van de wetenschappers zijn vooral belangrijk voor het onderzoek van Alzheimer, omdat de hersengebieden die oriëntatie dienen, als eersten door de ziekte worden getroffen. Dientengevolge is de ziekte van Alzheimer gebruikelijk, zelfs voordat andere symptomen van de ziekte verschijnen. (Ag)