Volwassen hersenen maken geen nieuwe 'geheugencellen' aan
Nieuw onderzoek onder leiding van de Universiteit van Californië, San Francisco, suggereert dat de menselijke hippocampus, of het hersengebied dat belangrijk is voor geheugen en leren, tijdens de kindertijd stopt met het maken van nieuwe cellen.
De bevindingen, die in het tijdschrift zijn gepubliceerd Natuur, zullen waarschijnlijk de vlammen aanwakkeren van een al verhit debat over het vermogen van het menselijk brein om zichzelf te genezen door 'neurogenese', of de geboorte van nieuwe hersencellen.
"We vinden", legt Arturo Alvarez-Buylla uit, hoogleraar neurologische chirurgie aan de University of California, San Francisco (UCSF) en het hoofd van het laboratorium achter de studie, "dat als neurogenese optreedt in de volwassen hippocampus in mensen, is het een uiterst zeldzaam fenomeen dat vragen doet rijzen over de bijdrage ervan aan het herstel van de hersenen of de normale hersenfunctie.
De studie daagt een groeiend aantal bewijzen uit dat suggereert dat het mogelijk is om hersenverspillende aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer te behandelen door neurogenese te bevorderen om de hersencellen, of neuronen, die door ziekte worden vernietigd, aan te vullen.
De onverschrokken auteurs wijzen echter in plaats daarvan op de nieuwe vragen die hun bevindingen oproepen, zoals hoe past het menselijk brein zich aan en leert het als het geen nieuwe neuronen kan maken?
Misschien zullen de antwoorden op deze vraag een nog beter pad openen naar nieuwe behandelingen voor hersenziekten, suggereren ze.
Twijfels over neurogenese bij mensen
In de afgelopen 30 jaar hebben prof. Alvarez-Buylla en zijn team steeds meer aanwijzingen gevonden dat de hersenen van zangvogels en knaagdieren hun hele leven nieuwe neuronen kunnen aanmaken. Recentelijk beginnen ze zich echter af te vragen of dit waar is voor het menselijk brein.
De UCSF-groep heeft bijvoorbeeld twijfels geuit over de vraag of neurogenese in de reukbol - een oud deel van de hersenen dat belangrijk is voor het waarnemen van geuren - zowel bij mensen als bij knaagdieren doorgaat tot in de volwassenheid.
Voor hun nieuwe studie analyseerden Prof. Alvarez-Buylla en collega's 59 menselijke hippocampusmonsters verzameld in China, Spanje en de Verenigde Staten.
Sommige weefselmonsters - die varieerden van vóór de geboorte tot in de volwassenheid - werden genomen uit postmortems, terwijl andere werden opgehaald tijdens operaties bij epilepsiepatiënten.
Het team analyseerde de monsters zorgvuldig om te zoeken naar veranderingen in nieuwe neuronen en stamcellen gedurende de levensduur. Ze concentreerden zich op een gebied dat bekend staat als de dentate gyrus, een "eenvoudig corticaal gebied" dat een integraal onderdeel vormt van de hippocampus en belangrijk is voor geheugenvorming.
Geen bewijs van neurogenese in volwassen weefsel
De onderzoekers vonden vruchtbaar bewijs van neurogenese vóór de geboorte en direct erna. Ze berekenden dat het gemiddelde aantal nieuwe neuronen per vierkante millimeter dentate gyrusweefsel bij pasgeborenen 1.618 was.
De neurogenese nam echter sterk af na de geboorte: het aantal nieuwe neuronen per vierkante millimeter was vervijfvoudigd op de leeftijd van 1.
Het bewijs toonde ook aan dat de achteruitgang doorging tijdens de kindertijd: er was een 23-voudige afname tussen de leeftijd van 1 en 7 jaar, en nog een vervijfvoudiging tegen de leeftijd van 13 jaar.
Op dit punt, tegen de vroege adolescentie, was de concentratie van nieuwe neuronen per vierkante millimeter hersenweefsel gedaald tot slechts 2,4.
De onderzoekers vonden geen bewijs van neurogenese in volwassen dentate gyrusweefsel - noch in de 17 postmortale monsters, noch in die van 12 volwassen epilepsiepatiënten.
"Bij jonge kinderen", zegt Mercedes Paredes, een assistent-professor neurologie aan UCSF en mede-leider van de weefselanalyse, "konden we zien dat er nog steeds aanzienlijke aantallen nieuwe neuronen worden gemaakt en geïntegreerd in de dentate gyrus, maar neurogenese verdwijnt volledig in de vroege adolescentie. "
Neurogenese en hippocampale plasticiteit
Toen ze de neurale stamcellen analyseerden - de voorlopercellen die nieuwe neuronen voortbrengen - ontdekten de onderzoekers dat ze ook vóór de geboorte overvloedig aanwezig waren in de hersenen, maar in de vroege kinderjaren waren ze bijna verdwenen.
Ze vonden ook geen bewijs van vroege accumulatie van neurale stamcellen in de subgranulaire zone van de humane dentate gyrus.
Dit in tegenstelling tot muizen, waar deze vroege concentratie wel gebeurt. Het team suggereert dat dit betekent dat het een noodzakelijke stap kan zijn om neurogenese door te laten gaan in de volwassenheid.
Concluderend accepteren de onderzoekers dat, hoewel ze uitgebreid hebben gezocht, ze niet met zekerheid kunnen zeggen dat de volwassen menselijke hippocampus nooit nieuwe neuronen aanmaakt.
"Maar", zegt dr. Shawn Sorrells, senior onderzoeker in de groep van prof. Alvarez-Buylla, "ik denk dat we een stap terug moeten doen en ons af moeten vragen wat dat betekent."
"Als neurogenese zo zeldzaam is dat we het niet kunnen detecteren, kan het dan echt een belangrijke rol spelen bij plasticiteit of leren en geheugen in de hippocampus?"
Dr. Shawn Sorrells
