Geheugen stimuleren: de serotoninereceptor kan de sleutel zijn
Een recente studie heeft een nieuw inzicht gekregen in de specifieke receptoren die betrokken zijn bij het creëren van herinneringen. De wetenschappers hopen dat deze ontdekking in de toekomst kan helpen bij het bestrijden van leeftijdsgerelateerde cognitieve achteruitgang.
Het ontwerpen van een medicijn om het geheugen te verbeteren is het spul van sciencefiction, en het zal waarschijnlijk heel lang in dat rijk blijven.
Op het gebied van geheugenonderzoek worden momenteel echter grote sprongen gemaakt.
Naarmate neurowetenschappers dieper in de hersenen onderzoeken, worden de mechanismen van geheugenvorming steeds duidelijker en komen de manieren om ze te verbeteren steeds dichterbij.
Wetenschappers van het Irving Medical Center van Columbia University in New York City, NY, lopen voorop in dit onderzoek. Onder leiding van Catia M. Teixeira, Ph.D., en Zev B. Rosen, Ph.D., concentreerden ze hun nieuwste project op het vrijkomen van serotonine in de hippocampus en de impact ervan op het geheugen.
De hippocampus en het geheugen
Het is bekend dat de hippocampus al heel lang een vitale rol speelt in het geheugen. Het legt met name langetermijnherinneringen aan levenservaringen vast. Een regio van de hippocampus die CA1 wordt genoemd, is bijzonder belangrijk.
Uit een onderzoek onder personen met schade aan hun CA1-regio bleek bijvoorbeeld dat ze "een ernstige leerstoornis" hadden. Een andere studie die vergelijkbare patiënten testte, vond ernstige beperkingen in het autobiografisch en episodisch geheugen.
Volgens de auteurs van de recente studie lijkt de kracht van neuronale communicatie via het CA1-gebied verband te houden met geheugenvorming.
De hippocampus wordt sterk beïnvloed door serotonine (naast andere neurotransmitters), maar de exacte rol is onduidelijk gebleven. Het team dat bij dit onderzoek betrokken was, wilde hier wat dieper op ingaan.
Om de functie van serotonine te inspecteren, onderzochten ze muizenhersenen met behulp van optogenetica - een techniek waarmee neurowetenschappers neuronen kunnen in- en uitschakelen met behulp van lichtpulsen. Door te spelen met de verschillende serotonine-routes in de CA1-regio van de hippocampus, konden ze een beter begrip krijgen van wat elk van hen aan het doen was.
Ze ontdekten dat als de afgifte van serotonine werd verhoogd, de neuronale communicatie in CA1 sterker werd; dit had tot gevolg dat het ruimtelijk geheugen van de muizen werd verbeterd. Omgekeerd, wanneer de afgifte van serotonine kunstmatig werd geblokkeerd, werd het ruimtelijk geheugen aangetast.
Dit toonde aan dat de afgifte van serotonine in het CA1-gebied het geheugen zou kunnen stimuleren, maar toonde ook aan dat het geheugenvorming is afhankelijk op dit pad. Hun bevindingen worden deze week gepubliceerd in het tijdschrift Neuron.
Weten dat serotonine cruciaal is voor geheugenvorming was niet voldoende; ze wilden specifieker zijn.
Boren naar het receptortype
Er zijn een aantal serotoninereceptortypen - in feite zijn er zeven algemene klassen van deze receptoren. Het team wilde bepalen welke specifieke klasse van serotoninereceptoren bij het geheugen betrokken was.
"Ten eerste", legt Teixeira uit, "ontdekten we dat wanneer serotonine vrijkomt uit de endogene pools in de hippocampus tijdens het leren, de herinnering aan de geleerde gebeurtenis wordt versterkt."
"We redeneerden toen dat we, door een dominante betrokkenheid voor één type serotoninereceptor te identificeren, medicamenteuze behandelingen konden testen op geheugenprestaties."
Catia M. Teixeira, Ph.D.
Ten slotte troffen de onderzoekers de specifieke serotoninereceptor. Zoals Teixeira vervolgt: "[W] e ontdekte dat systemische modulatie van de 5-HT4-receptorfunctie met medicijnen de geheugenvorming verbeterde."
Deze bevinding ondersteunt eerder werk dat ook een rol voor de 5-HT4-receptor in het geheugen identificeerde. Ook ontdekte een recent onderzoek bij gezonde menselijke vrijwilligers dat de dichtheid van 5-HT4-receptoren (hoeveel zijn er beschikbaar om aan serotonine te binden) in de hippocampus de prestatie van een verbale leertest voorspelde.
Omdat het cognitieve vermogen en het geheugen van de meeste mensen afnemen met de leeftijd, kan het begrijpen van de exacte mechanismen achter geheugenopslag en -herstel belangrijke implicaties hebben.
Als er een medicijn zou kunnen worden ontworpen dat de serotonerge activiteit op 5-HT4-receptoren in het CA1-gebied van de hippocampus versterkt, zou het op een dag mensen kunnen helpen mentaal scherp te blijven tot ver op hoge leeftijd. Het is echter vermeldenswaard dat dit een lange weg is.
