Spontane activiteit stuurt vroege breinontwikkeling zonder zintuiglijke input: nieuwe inzichten van Yale-onderzoekers

AmsterdamDe bedrading van de hersenen begint al ruim voor de geboorte. Uit een recente studie van Yale, gepubliceerd in Science, blijkt dat vroege hersenontwikkeling wordt gestuurd door spontane celactiviteit. Deze ontdekking werpt licht op hoe neuronen beginnen verbindingen te leggen zonder enige zintuiglijke input.

Onderzoekers bestudeerden de retinale ganglioncellen bij pasgeboren muizen. Deze cellen lopen van het netvlies naar neuronen in het colliculus superior. Voor de muizen hun ogen openden, toonde de studie hoe spontane activiteit invloed heeft op de vertakking van axonen.

Belangrijke punten:

• Samenwerking tussen een retinale ganglioncel en omliggende cellen bevordert axonvertakking.
• Niet-gesynchroniseerde activiteit leidt tot het elimineren van axonvertakkingen.
• Spontane activiteitspatronen komen voor in verschillende neurale circuits, niet alleen in het netvlies.

De regel van Hebb is een fundamenteel concept in de neurowetenschappen, dat stelt dat neuronen die gelijktijdig actief zijn verbindingen vormen. Oorspronkelijk gekoppeld aan leren en geheugen, is deze regel nu ook van belang voor vroege hersenontwikkeling.

Deze bevindingen kunnen ons helpen om neurodevelopmentale stoornissen zoals autisme en schizofrenie beter te begrijpen. Deze aandoeningen worden in verband gebracht met problemen in de vroege hersenontwikkeling. Als natuurlijke hersenactiviteit cruciaal is voor het vormen van verbindingen, dan zouden problemen met deze activiteit kunnen leiden tot deze stoornissen.

Lees ook:

Vandaag · 11:32

Traagheid van eiwitten bij chronische ziekten onthult nieuwe behandelmogelijkheden

Deze principes kunnen op verschillende manieren worden toegepast. Zo kan inzicht in hoe vroege hersenactiviteit verbindingen vormt, helpen bij de behandeling van hersenletsels bij volwassenen. Technieken zoals neuromodulatie zouden in de toekomst kunnen worden gebruikt om deze patronen na te bootsen en beschadigde hersencircuits te herstellen.

Deze studie suggereert dat er meer hersengebieden zijn die nader onderzocht moeten worden. Zowel de hippocampus als de cochlea vertonen natuurlijke activiteit tijdens hun ontwikkeling. Onderzoek naar deze gebieden kan ons helpen de basisprincipes te begrijpen van hoe neurale circuits gevormd en verbeterd worden.

Uit de studie blijkt dat de verbindingen in de hersenen in de loop der tijd veranderen. Zelfs na de vroege groeiperiode blijft hersenactiviteit deze verbindingen vormen en verbeteren. Dit proces benadrukt hoe flexibel de hersenen zijn, zowel tijdens de ontwikkeling als gedurende het hele leven van een persoon.

Toekomstige onderzoeken richten zich op hoe deze natuurlijke activiteitspatronen veranderen wanneer nieuwe sensorische ervaringen de hersenen beginnen te beïnvloeden. Inzicht in deze verandering kan ons meer leren over hoe genetische factoren en de omgeving samenwerken bij de ontwikkeling van de hersenen.