Er zijn van die momenten dat je blij bent dat je geen rat bent. Bijvoorbeeld als je een jonge homo sapiens-moeder bent. Wat dan hoef je níet de geslachtsdelen en anus van je baby te likken. Niet alleen klinkt dat smerig, je krijgt ook – terecht – problemen met de kinderbescherming. Voor een mamarat is het echter heel gewoon om haar pups anogenitaal te likken. Althans, bij de jongetjes. De meisjes moeten het zonder stellen.
Dat klinkt niet erg bezwaarlijk, maar juist dit verschil in likgedrag blijkt van grote invloed op de ontwikkeling van een jong rattenbrein. Wanneer een meisjesrat namelijk dezelfde likbehandeling krijgt als een jongetje, dan ontwikkelt ze een mannelijker brein. Dat ontdekten drie Amerikaanse psychologen van de University of Wisconsin-Madison, onder leiding van Joseph Kurian. In dat mannelijk brein zitten bijvoorbeeld minder oestrogeenreceptoren in de hypothalamus. Dit hersengebiedje zit in het midden van je brein en helpt onder meer honger, dorst en hormoonhuishouding te regelen.
Oestrogeenreceptoren
Een receptor is onderdeel van een cel, bijvoorbeeld een hersencel. Het zit daar om een signaal te geven als het stofje waarin die receptor is gespecialiseerd, voorbij komt. Komt een oestrogeenreceptor met – hoe kan het ook anders – het vrouwelijk geslachtshormoon oestrogeen in contact, dan geeft hij een seintje aan de cel. In het brein kan dat een heel hersenonderdeel beïnvloeden. Zo zitten er in de hypothalamus niet alleen oestrogeenreceptoren, maar ook corticosteronreceptoren. Zodra zij ‘hun’ stofje ontdekken, zetten ze in de hypothalamus een kettingreactie in gang, die er uiteindelijk toe leidt dat de hypothalamus zorgt dat de eigenaar van het brein in kwestie minder gestresst raakt. In een mannenbrein zitten over het algemeen minder oestrogeenreceptoren dan in een vrouwenbrein, waardoor deze minder sterk reageren op oestrogeen. En dat maakt hun hersenen bijvoorbeeld minder gevoelig voor hormonale veranderingen zoals vrouwen die hebben gedurende hun menstruele cyclus, zwangerschap of overgang. Hetzelfde geldt natuurlijk voor vrouwen of damesratten met weinig oestrogeenreceptoren in hun brein. Op de afbeelding: een alpha-oestrogeenreceptor.
Opvoeding beïnvloedt biologie
De ontdekking van Kurian en collega’s is bijzonder, omdat het laat zien dat het ‘geslacht’ van de hersenen niet persé al vastligt voor de geboorte. Veel wetenschappers, zoals de Nederlandse neurobioloog Dick Swaab, denken dat de mannelijkheid of vrouwelijkheid van een brein al in de baarmoeder wordt bepaald. Daar bepaalt de aan- of afwezigheid van een Y-chromosoom welke hormonen er op een foetus worden losgelaten, en die hormonen vormen het brein. Maar nu tonen de Amerikaanse psychologen dus aan dat dit – in ieder geval bij ratjes, maar wellicht ook bij mensen – genuanceerder ligt.
Het gedrag van de moederrat veranderde namelijk iets aan de manier waarop het DNA van de meisjesratten zijn werk doet. Daardoor bleven sommige genen die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van het brein ongebruikt (in de kadertekst ‘Epigenetica’ lees je hoe dat kan). Op deze manier kan opvoeding – in de ruimste zin van het woord – dus invloed uitoefenen op de biologie.
Epigenetica
Elk mens komt ter wereld met zo’n 25.000 genen. Die genen kun je zien als de bouwstenen van dat mens. Ze zijn gemaakt van DNA. Alle genen zijn in elke menselijke cel aanwezig. Maar niet elk gen wordt altijd gebruikt om iets te bouwen. Stel je bijvoorbeeld een gen voor dat speciaal bestaat om voor mooie, bruine ogen te zorgen. Zo’n gen heeft weinig te doen in een cel in je lever. Daar is het gen dan ook niet actief. Het is uitgeschakeld. Dat uitschakelen gebeurt doordat chemische stofjes (methylgroepen) zich hechten aan het DNA waarvan een gen gemaakt is. Het DNA raakt daardoor als het ware verstopt, waardoor het niet met de ‘buitenwereld’ kan communiceren. Omgekeerd zijn er ook andere stofjes (acetylgroepen) die de communicatie juist gemakkelijker maken. De wetenschappers die bestuderen hoe en wanneer een bepaald gen wordt in -of uitgeschakeld heten epigenetici (epi betekent zoiets als ‘over’, ‘boven’ of ‘van toepassing op’). Ze hebben ontdekt dat niet alleen de plaats van een gen – “zit ik in een levercel of een oogcel?” – maar ook allerlei andere invloeden van binnen of buiten de mens kunnen zorgen dat een gen ingeschakeld of juist uitgeschakeld raakt. De gelikte vrouwenratjes waren daar een voorbeeld van. Bij hen hadden zich metylgroepen gehecht aan een aantal stukjes DNA, waardoor sommige genen die betrokken waren bij de ontwikkeling van een vrouwenbrein hun werk niet meer konden doen. Daardoor was het net alsof die genen er helemaal niet waren – net als bij mannetjesratten. Op de afbeelding: DNA (animatie gemaakt door Zephyris)
Andere opvoeding voor jongens en meisjes
De grote vraag is nu natuurlijk of dit bij mensen ook zo werkt. Zou het kunnen dat man-vrouwverschillen in het brein ontstaan doordat jongetjes en meisjes een andere opvoeding krijgen? Een mens is natuurlijk geen rat, en dus is een epigenetisch mechanisme zoals Kurian en co vonden niet zomaar van toepassing op de mens. Zo moet je onder andere goed kijken of de manier waarop het brein ontwikkelt biologisch gezien wel hetzelfde is. En we moeten ook kijken of het gedrag van rat en mens wel voldoende overeenkomt. Een belangrijke vraag bij het onderzoek van de Amerikaanse psychologen is bijvoorbeeld: voeden we – net als ratjes – onze zonen en dochters ook daadwerkelijk anders op?
Het antwoord daarop is: ja. Kinderen van zes maanden oud al verschillend worden behandeld door hun omgeving, ontdekten Amerikaanse psychologen onder leiding van Wilberta Donovan. Moeders reageren bijvoorbeeld gevoeliger op de emoties van een baby als ze denken dat het een meisje is, terwijl ze minder sensitief zijn als ze wordt verteld dat dezelfde baby een jongetje is. Die verschillende behandeling komt volgens de onderzoekers nadrukkelijk níet door verschillend gedrag van jongetjes en meisjes. De ouders reageren anders vanuit hun eigen ideeën en vooroordelen over het geslacht van de baby.
Een mens is geen rat. Toch hebben deze twee diersoorten een vergelijkbaar zenuwstelstel en hormoonhuishouding. Dat is ook de reden dat ratten vaak ‘model’ staan voor de mens in onderzoek dat we niet op mensen willen uitvoeren. Wat voor een rat of muis geldt, geldt echter niet zomaar voor een mens. Zo deden onderzoekers tientallen jaren onderzoek aan een muis met MS, voordat ze erachter kwamen dat muis en mens helemaal niet voldoende op elkaar leken om op basis van een muismodel een mensentherapie voor MS te ontwikkelen.
Als het bij mensen net zo werkt…
Maar stel nou dat het epigenetische mechanisme dat Kurian en co bij babyratjes ontdekten bij mensen wel hetzelfde werkt, wat zouden we dan te weten kunnen komen? Het zou een nieuw licht kunnen werpen op allerlei man-vrouwverschillen. En niet alleen op het gebied van gedrag, maar – juist omdat opvoeding kan ingrijpen op het niveau van DNA en genen – zou het kunnen helpen prangende gezondheidsvragen te beantwoorden. Zo weten we nu wel dat vrouwen vaker depressief en dat zijn mannen anders reageren op de ziekte van Parkinson, maar niet waarom. Meer onderzoek – op ratten, maar vooral ook op mensen – kan hier in de toekomst misschien meer over zeggen.
Kurian en co presenteerden hun resultaten in november 2008 op een bijeenkomst van de Society for Neuroscience onder de titel ‘Epigenetic contribution to sex differences in the brain’.
Zie ook:
- Vrouwenbrein heeft andere software (Kennislinkartikel)
- Verschillende opvoeding voor jongens en meisjes? (Kennislinkartikel)
- Waarom mannen en vrouwen even goed kunnen inparkeren… (Kennislinkartikel)
- Pril sekseverschil in ruimtelijk inzicht (Kennislinkartikel)
- Discriminerende ziektes (Kennislinkartikel)
- Epigenetica ontstijgt DNA (Kennislinkartikel)
- Mum’s behaviour may make young rats more butch (New Scientist over onderzoek Kurian, Engels)
- Epigenetic contribution to sex differences in the brain (Samenvatting onderzoek Kurian, Engels)