Je leest:

Vurende neuronen: een live-show

Vurende neuronen: een live-show

Auteur: | 17 januari 2011

Om psychiatrische aandoeningen of gewoon denkprocessen te onderzoeken, kijken hersenwetenschappers in ons brein. Meestal met een fMRI-scanner: die laat grofweg zien welke hersengebieden actief zijn. Maar eigenlijk zegt dat niets over iets veel belangrijkers: hoe vaak en wanneer afzonderlijke hersencellen met elkaar praten. Een nieuwe lasermicroscoop kan dat wel; een beetje dan…

De bouwers van de microscoop, de onderzoeksgroep van Carlos Portera-Cailliau van de Universiteit van Californië (UCLA), beschrijven de nieuwe microscoop in een online versie van het blad Nature Methods. Ze hebben de uitvinding uitgetest op muizen.

Het apparaat neemt supersnelle filmpjes op van 250 beelden per seconde, waarbij een laserstraal de communicatie tussen de zenuwen vastlegt. De laser reageert niet direct op het zenuwgeklets, maar op een fluorescerend stofje dat de onderzoekers bij de muizen hebben ingespoten. Het stofje bindt aan calcium-ionen die vrijkomen wanneer zenuwen elkaar elektrische signalen sturen. Als zo’n signaal wordt verzonden en de calcium-ionen vrijkomen, herkent de laser het fluorescerende stofje dat aan de ionen vastzit. Bijzonder is dat dit een van de eerste apparaten is die dit live vastlegt in levende hersenen.

Zenuwen kletsen met elkaar. Dit is overigens geen 3D-plaatje van de speciale microscoop, maar een gewone microscoopfoto.
Jonathan Clarke, Wellcome Images

Wat de microscoop ook speciaal maakt, is dat hij de breinactiviteit in 3D vastlegt. Dat lukt door de laserstraal in vier delen op te splitsen. Zo kijkt elke afzonderlijke laserstraal in een andere laag zenuwcellen. Als de wetenschappers de vier lagen op elkaar leggen, krijgen ze een 3D-plaatje van hoe de zenuwen met elkaar praten.

In het bijbehorend persbericht zegt Portera-Cailiau dat zijn nieuwe microscoop misschien betere verklaringen kan vinden voor de oorzaken van autisme en geestelijke handicaps in het brein. Die aandoeningen worden namelijk niet veroorzaakt door vervormde hersenen, zo luidt de theorie, maar door zenuwen die niet op de juiste manier met elkaar communiceren; echt een klusje voor deze microscoop dus.

Let maar niet op alle ingewikkelde woorden: je ziet hier schematisch uitgebeeld hoe de laserstraal wordt gesplitst en beneden in vier fasen aankomt. Helemaal onderaan, onder de zwarte deken, bevindt zich een brein. In het geval van Portera-Cailliau’s onderzoek een muizenbrein. De laserstralen maken contact met fluorescerende moleculen die zich aan calcium binden. Wanneer een zenuwcel vuurt, vervoert hij calcium; dat vervoer wordt door de laserstraal zichtbaar gemaakt.
Nature

Wel heeft het apparaat bij zijn primeur nog wat beperkingen. Ten eerste kan de microscoop alleen metingen uitvoeren wanneer de lens ervan letterlijk in het levende hersenweefsel wordt gedrukt. Dat betekende voor de muizen in het onderzoek dat ze moesten worden verdoofd, waarna de wetenschappers hun schedeldakje eraf sneden en de microscoop bovenop het hersenweefsel plaatste. Omdat de muizen dan niet mogen bewegen, brachten de onderzoekers de knaagdieren ook nog in slaap. De vraag is dan natuurlijk in hoeverre onder deze omstandigheden nog bruikbare metingen gedaan kunnen worden aan autisme in een normaal functionerend menselijk brein.

Toch zegt Portera-Cailliau in het persbericht resultaten te hebben geboekt bij autistische muizen. Hij vergeleek hun neurale communicatie met die van gezonde muizen en zag verschillen. Deze resultaten heeft hij echter helaas nog niet gepubliceerd. Maar de eer voor het meten van pratende zenuwcellen in levende breinen in 3D, is in ieder geval aan hem en zijn collega’s.

Zie ook:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/hersenscan.atom", “max”=>"8", “detail”=>"minder"}

Meer biotechnologie op Ditisbiotechnologie.nl

Dit artikel is een publicatie van Ditisbiotechnologie.nl.
© Ditisbiotechnologie.nl, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 januari 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.