10 dingen die we in 2018 over de hersenen hebben geleerd

Het geweldige brein

De hersenen vormen niet alleen wie we zijn, maar ook de wereld die we ervaren. Het vertelt ons wat we moeten zien, wat we moeten horen en wat we moeten zeggen. Het breidt zich uit om een ​​nieuwe taal of vaardigheid die we leren tegemoet te komen. Het vertelt verhalen als we slapen. Het zendt alarmsignalen uit en spoort het lichaam aan om te rennen of te vechten wanneer het gevaar voelt. De hersenen passen zich aan de omgeving aan, zodat we niet geïrriteerd raken door een constante geur in een oud huis of het constante gezoem van de airconditioning. Onze hersenen kijken naar de zon en vertellen ons lichaam hoe laat het is. De hersenen slaan herinneringen op, zowel pijnlijk als plezierig.

Maar hoe essentieel het brein ook is voor ons bestaan, het is nog steeds zo mysterieus voor ons als een planeet uit een verafgelegen melkwegstelsel. Zelfs in 2018 ontdekken neurowetenschappers nog steeds fundamentele feiten over deze ongeveer 3 pond. (1,4 kilogram) bulk weefsel. Soms vangen onderzoekers een glimp op van een menselijk brein of zien ze wat er met iemand gebeurt als een groot deel van de hersenen ontbreekt. Andere keren moeten wetenschappers muizen bestuderen om meer te weten te komen over zoogdierhersenen en dan wat giswerk doen over hoe die bevindingen verband houden met onze eigen hersenen.

Hier zijn enkele fascinerende dingen die we in 2018 over de hersenen hebben geleerd.

Een nieuw soort neuron

Wetenschappers ontdekken niet elke dag een compleet nieuw type cel in het menselijk brein, vooral een die niet wordt aangetroffen in de favoriete niet-menselijke proefpersonen van neurowetenschappers, muizen. Het 'rozenbottelneuron', zo genoemd vanwege zijn bossige uiterlijk, was tot dit jaar aan wetenschappers ontgaan, deels omdat het zo zeldzaam is.

Deze ongrijpbare hersencel maakt slechts ongeveer 10 procent uit van de eerste laag van de neocortex, een van de nieuwste delen van de hersenen in termen van evolutie (wat betekent dat de verre voorouders van de moderne mens deze structuur niet hadden). De neocortex speelt een rol bij het zien en horen. Onderzoekers weten nog niet wat het rozenbottelneuron doet, maar ze ontdekten dat het verbinding maakt met andere neuronen, piramidecellen genaamd, een soort prikkelende neuronen, en remt ze af..

[Lees meer over het rozenbottelneuron]

U.D., de neurowetenschappelijke patiënt

Een jongen die in de medische literatuur bekend staat als "U.D." had vier jaar geleden een derde van de rechter hersenhelft verwijderd om zijn slopende aanvallen te verminderen. Het deel van de hersenen dat werd verwijderd, omvatte de rechterkant van zijn achterhoofdskwab (het hersenverwerkingscentrum van de hersenen) en het grootste deel van zijn rechter temporale kwab, het geluidverwerkingscentrum van de hersenen. Nu 11 jaar, U.D. kan de linkerkant van zijn wereld niet zien, maar hij functioneert net zo goed als anderen van zijn leeftijd in cognitie en visuele verwerking, zelfs zonder dat sleutelgedeelte van de hersenen.

Dat komt doordat beide kanten van de hersenen de meeste aspecten van het gezichtsvermogen verwerken. Maar rechts is dominant in het detecteren van gezichten, terwijl links dominant is in het verwerken van woorden, volgens een casestudy geschreven over U.D.

Die studie toont de plasticiteit van de hersenen aan; bij afwezigheid van U.D.'s rechter visie-verwerkingscentrum, stapte het linkercentrum in om te compenseren. Inderdaad, onderzoekers ontdekten dat de linkerkant van U.D.'s hersenen gezichten net zo goed detecteerde als de rechterkant zou hebben.

[Lees meer over U.D.]

De hersenen kunnen bacteriën bevatten

Onze hersenen zitten misschien vol met bacteriën. Maar maak je geen zorgen - het ziet er niet naar uit dat ze schade aanrichten.

Eerder dachten wetenschappers dat de hersenen een bacterievrije omgeving waren en dat de aanwezigheid van microben een teken van ziekte was. Maar voorlopige bevindingen van een studie die dit jaar werd gepresenteerd op de grote jaarlijkse wetenschappelijke bijeenkomst van de Society for Neuroscience, toonden aan dat onze hersenen daadwerkelijk onschadelijke bacteriën kunnen huisvesten.

De onderzoekers in die studie hadden 34 postmortale hersenen onderzocht, op zoek naar verschillen tussen mensen met schizofrenie en mensen zonder de aandoening. De onderzoekers bleven echter op staafvormige objecten in hun afbeeldingen gebeuren, en deze vormen bleken bacteriën te zijn.

De micro-organismen leken op sommige plekken in de hersenen meer dan op andere te wonen; die gebieden waren onder meer de hippocampus, de prefrontale cortex en de substantia nigra. De microben werden ook aangetroffen in hersencellen, astrocyten genaamd, die zich in de buurt van de bloed-hersenbarrière bevonden, de 'grenswand' die de hersenen beschermt..

De bevindingen zijn nog niet gepubliceerd in een peer-reviewed tijdschrift en er is meer onderzoek nodig om de bevindingen te bevestigen, aldus de wetenschappers.

[Lees meer over bacteriën in de hersenen]

De hersenen zijn magnetisch

Onze hersenen zijn magnetisch. Of, in ieder geval, hersenen bevatten deeltjes die kunnen worden gemagnetiseerd. Maar wetenschappers weten niet echt waarom deze deeltjes in de hersenen zitten of waar ze vandaan komen. Sommige onderzoekers geloven dat deze magnetiseerbare deeltjes een biologisch doel dienen, terwijl anderen zeggen dat de deeltjes in de hersenen zijn gekomen vanwege milieuverontreiniging.

Dit jaar hebben wetenschappers in kaart gebracht waar deze deeltjes zich in de hersenen bevinden. De resultaten van hun studie, aldus de onderzoekers, bewijzen dat de deeltjes er niet voor niets zijn. Dat komt omdat in alle hersenen die de wetenschappers onderzochten - van zeven mensen die in de vroege jaren negentig tussen 54 en 87 jaar stierven - de magnetische deeltjes altijd in dezelfde gebieden waren geconcentreerd. De onderzoekers ontdekten ook dat de meeste delen van de hersenen deze kleine magneten bevatten.

Veel dierenhersenen hebben ook magnetische deeltjes, en er is zelfs een suggestie dat dieren deze deeltjes gebruiken om te navigeren. Bovendien gebruikt een soort bacterie genaamd magnetotactische bacteriën de deeltjes om zich in de ruimte te oriënteren.

[Lees meer over ons magnetische brein]

Virus verantwoordelijk voor het menselijk bewustzijn?

Een oud virus heeft lang geleden mensen besmet, en deze indringer heeft zijn genetische code in ons DNA achtergelaten. Dit jaar ontdekten onderzoekers dat fragmenten van dat oude virale DNA een cruciale rol spelen in de communicatie tussen hersencellen die nodig is voor denken van hogere orde..

Het is niet ongebruikelijk dat mensen fragmenten van virale genetische code met zich meedragen; Ongeveer 40 tot 80 procent van het menselijk genoom bestaat uit genen die zijn achtergelaten door virussen.

In de studie van dit jaar ontdekten de onderzoekers dat een viraal gen genaamd Arc andere genetische informatie verpakt en deze van de ene zenuwcel naar de andere stuurt. Dit gen helpt ook om cellen in de loop van de tijd te reorganiseren. Bovendien treden problemen met het Arc-gen meestal op bij mensen met autisme of andere neurale aandoeningen.

Onderzoekers hopen nu het exacte mechanisme te achterhalen waarmee het Arc-gen in ons genoom terechtkwam en wat het onze hersencellen precies vertelt.

[Lees meer over dit oeroude virus]

Jonge cellen in oude hersens of nee?

Ons lichaam verwijdert voortdurend oude cellen en maakt nieuwe. Maar decennia lang dachten wetenschappers dat deze celvernieuwing niet plaatsvond in verouderende hersenen. In de afgelopen jaren hebben onderzoeken bij muizen - en enkele vroege onderzoeken bij mensen - echter vragen doen rijzen over dit idee.

Dit jaar leverde een paper misschien wel het eerste sterke bewijs dat oudere hersenen nieuwe cellen maken. De onderzoekers bestudeerden 28 postmortale, niet-zieke hersenen van mensen die tussen de 14 en 79 jaar oud waren toen ze stierven. De wetenschappers sneden de hippocampus van elke hersenen in stukken, een deel van de hersenen dat belangrijk is voor leren en geheugen, en telden vervolgens het aantal jonge cellen dat nog niet volledig volgroeid was. De onderzoekers ontdekten dat oudere hersenen evenveel nieuwe cellen hadden als jongere hersenen, maar dat de oudere hersenen minder nieuwe bloedvaten en verbindingen tussen hersencellen maakten..

Om de zaken nog ingewikkelder te maken, vond een andere studie, die een maand eerder werd gepubliceerd, het tegenovergestelde, en concludeerde dat volwassen hersenen geen nieuwe cellen in de hippocampus maken. De onenigheid kan te wijten zijn aan de manier waarop de hersenen in de twee onderzoeken werden bewaard en het soort hersenen dat werd onderzocht. (In de eerdere studie werd gekeken naar hersenen met verschillende gezondheidsproblemen, terwijl in het latere onderzoek alleen naar niet-zieke hersenen werd gekeken. Ze hadden ook verschillende conserveringstechnieken kunnen gebruiken die de cellen konden aantasten.)

[Lees meer over jonge cellen in oude hersenen]

Je hersenen op stress

Slecht nieuws: stress kan de hersenen doen krimpen. Dat blijkt uit een studie die in oktober van dit jaar is gepubliceerd.

In de studie keken onderzoekers naar meer dan 2000 gezonde mensen van middelbare leeftijd en ontdekten dat degenen met hogere niveaus van het stresshormoon cortisol iets kleinere hersenvolumes hadden dan mensen met normale hoeveelheden van het hormoon. Mensen met hogere cortisolspiegels presteerden ook slechter op geheugentests dan mensen met normale niveaus van het hormoon. Beide bevindingen zijn, moet worden opgemerkt, associaties tussen stress en de hersenen en geen oorzaak-gevolg-bevindingen.

Stress is normaal voor het lichaam: tijdens momenten van stress stijgen de cortisolspiegels samen met die van een ander hormoon, adrenaline. Deze hormonen werken samen om uw lichaam in een vecht-of-vluchtreactie te werpen. Maar als het stressvolle deel voorbij is, zouden de cortisolspiegels moeten dalen. Ze doen dit echter niet altijd. Sommige mensen, vooral in dit moderne leven, kunnen gedurende lange tijd verhoogde cortisolspiegels hebben. Het verminderen van stress - zoals door beter te slapen, aan lichaamsbeweging te doen, ontspanningstechnieken toe te passen en cortisolverlagende medicatie te nemen - kan een reeks voordelen hebben, aldus de onderzoekers..

[Lees meer over je hersenen bij stress]

Laat je brein je je eigen voetstappen horen??

Klik, klik, klik: misschien is het aan uw hersenen te danken dat u niet elke stap die u zet hoort. Uit een onderzoek dat dit jaar bij muizen werd uitgevoerd, bleek dat het muizenbrein het geluid van de eigen voetstappen van het beest teniet deed. Hierdoor konden de wezens andere geluiden in hun omgeving beter horen, zoals de geluiden van een roofdier.

De onderzoekers ontdekten dat de hersenen van de muis een ruisfilter bouwden terwijl de hersenen aan een specifiek geluid wennen. Het deed dit door cellen in de motorische cortex, een gebied van de hersenen dat betrokken is bij beweging, te koppelen aan de auditieve cortex, een gebied dat te maken heeft met geluid. Simpel gezegd, hersencellen in de motorische cortex vuren signalen af ​​om te voorkomen dat hersencellen in de auditieve cortex hun eigen signalen afvuren - in wezen dempen ze de auditieve cortex..

En hoewel de studie bij muizen is gedaan, denken de wetenschappers dat de resultaten ook op mensen van toepassing kunnen zijn. Dat komt omdat we al vergelijkbare systemen hebben. De hersenen van kunstschaatsers leren bijvoorbeeld welke bewegingen ze kunnen verwachten, en remmende neuronen heffen reflexen op die zouden voorkomen dat deze atleten ronddraaien en hun gekke wervelingen uitvoeren..

[Lees meer over dit ruisonderdrukkingsfilter]

Psychedelische medicijnen kunnen de structuur van hersencellen veranderen

Volgens een nieuwe studie kunnen psychedelische medicijnen de structuur van hersencellen fysiek veranderen. Dit onderzoek is uitgevoerd op hersencellen in laboratoriumschalen en bij dieren, maar als de bevindingen kloppen voor mensen, kunnen de resultaten betekenen dat deze medicijnen mensen kunnen helpen met bepaalde stemmingsstoornissen..

Dat komt doordat bij mensen met depressie, angststoornissen of andere stemmingsstoornissen de neuronen in de prefrontale cortex, een deel van de hersenen dat belangrijk is voor het beheersen van emoties, de neiging hebben om te verschrompelen. En hun takken - die neuronen gebruiken om met andere neuronen te praten - hebben de neiging zich terug te trekken. Maar toen de wetenschappers psychedelische medicijnen zoals LSD en MDMA toevoegden aan petrischalen met rattenneuronen, ontdekten ze dat het aantal verbindingen en vertakkingen in de zenuwcellen toenam..

[Lees meer over hoe psychedelica de hersenen veranderen]

Een tweede brein in de darmen?

Miljoenen hersencellen leven in de dikke darm, en omdat deze cellen functioneren zonder instructies van de hersenen of de wervelkolom, noemen wetenschappers de massa ervan soms 'het tweede brein'. Maar deze massa heeft ook een wetenschappelijke naam: het enterisch zenuwstelsel. En een nieuwe studie, uitgevoerd bij muizen, toont aan dat het systeem behoorlijk slim is; het kan gesynchroniseerde neuronen afvuren om spieren te stimuleren en hun activiteit te coördineren, zodat het dingen kan doen zoals ontlasting uit het lichaam verplaatsen.

De eigenlijke hersenen (die in je hoofd) kunnen dit ook doen - het afvuren van neuronen synchroniseren - in de vroege stadia van hersenontwikkeling. Dit betekent dat de neuronwerking in de darmen een "oereigenschap" zou kunnen zijn vanaf de eerste stadia van de evolutie van de tweede hersenen. Sommige wetenschappers veronderstellen zelfs dat het tweede brein vóór het eerste is geëvolueerd en dat dit schietpatroon afkomstig is van het vroegst functionerende brein in het lichaam..

[Lees meer over dit slimme tweede brein]