Hoe kleine hersendelen grote netwerken vormen ^{CEFR B2}

Een internationale onderzoeksgroep beschrijft in Nature Communications een belangrijke stap in het verklaren van hoe microscopische biologie grootschalige hersennetwerken opbouwt. Door verschillende datatypes te integreren — beeldvorming, genetische informatie en moleculaire kaarten — maakten de onderzoekers een gedetailleerde biologische kaart die cellulaire en moleculaire eigenschappen koppelt aan patronen die in fMRI-beelden te zien zijn.

Het team, onder leiding van Vince Calhoun van het Center for Translational Research in Neuroimaging and Data Science (TReNDS Center), richtte zich op dynamische connectiviteit: veranderende activiteitspatronen tussen hersenregio's in de tijd. Ze combineerden deze scans met kaarten van celtypen, neurotransmitters zoals serotonine en dopamine, en mitochondriën. Met mediationanalyse, een statistische methode, lieten ze zien dat netwerken meer doen dan alleen correleren met biologie en gedrag; ze kunnen als tussenpersonen functioneren die verklaren hoe moleculaire eigenschappen cognitieve functies beïnvloeden.

De studie benadrukt dat moleculaire onevenwichtigheden en netwerkstoringen met elkaar verbonden zijn. Dit inzicht kan helpen bepalen welke systemen kwetsbaar zijn bij schizofrenie, depressie of Alzheimer. Als langeretermijndoel noemen de onderzoekers een gepersonaliseerde kaart die iemands biologie koppelt aan de werking van hun hersennetwerken, wat meer op maat gemaakte behandelingen zou kunnen ondersteunen. De studie kreeg financiering van de National Science Foundation en de National Institutes of Health.