Een team van de University of California, Riverside bracht in een studie, gepubliceerd in eLife, een klein maar invloedrijk hersencircuit in kaart dat helpt oude strategieën los te laten en nieuwe te gebruiken. Het circuit draait om de locus coeruleus (LC), de belangrijkste bron van noradrenaline in de hersenen, een stof die betrokken is bij aandacht, arousal, leren, stressreacties en besluitvorming. Volgens hoofdauteur Hongdian Yang fungeert de LC als een regulator die schakelen tussen gedragsstaten bevordert.
De onderzoekers trainden muizen in een taak met wisselende regels: aanvankelijk gebruikten de dieren textuur als aanwijzing voor een voedselbeloning, daarna veranderde de regel onverwacht naar geur. De teamleden registreerden neurale activiteit in de prefrontale cortex met miniatuurlenzen en volgden honderden neuronen tijdens het leerproces. Met chemogenetische methoden onderdrukten ze vervolgens de LC-activiteit. Die verstoring maakte het voor de muizen veel lastiger om zich aan te passen; zij bleven verouderde strategieën gebruiken en hadden meer pogingen nodig om de nieuwe regel te leren.
De LC-verstoring verlaagde niet simpelweg de activiteit: het prefrontale netwerk werd rumoeriger, meer neuronen vuren en individuele cellen reageren op bredere, gemengde informatie. Machine learning-analyses lieten zien dat de hersenactiviteit niet langer duidelijk het leerstadium weerspiegelde of toekomstige keuzes voorspelde, en dat neurale patronen moeilijker te onderscheiden waren. Omdat de LC vroeg wordt aangetast bij neurodegeneratie, zijn de resultaten relevant voor veroudering en de ziekte van Alzheimer. De auteurs suggereren dat de geïdentificeerde neurale circuits mogelijke doelen kunnen zijn voor therapieën om cognitieve flexibiliteit te herstellen. De studie kreeg financiering van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke en het National Institute on Drug Abuse.
- Aandacht
- Arousal
- Leren
- Stressreacties
- Besluitvorming
Moeilijke woorden
- locus coeruleus — kleine kern in de hersenen met noradrenalineLC
- noradrenaline — neurotransmitter betrokken bij aandacht en stressreacties
- prefrontale cortex — gedeelte van de hersenen voor planning en beslissen
- chemogenetisch — manier om cellen chemisch en genetisch te beïnvloedenchemogenetische
- neurodegeneratie — geleidelijk verlies van zenuwcellen en hun functies
- cognitieve flexibiliteit — vermogen snel van strategie of gedachte te veranderen
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke gevolgen kan schade aan de locus coeruleus hebben voor het dagelijks functioneren van oudere mensen?
- Op welke manieren zouden therapieën die zich op deze neurale circuits richten, de cognitieve flexibiliteit kunnen verbeteren?
- Hoe kan het rumoeriger worden van een prefrontaal netwerk het leerproces beïnvloeden volgens de studie?
Gerelateerde artikelen
Meer hersenactiviteit bij mensen met OCD tijdens een sequentietaak
Een studie in Imaging Neuroscience laat zien dat mensen met OCD tijdens een cognitieve sequentietaak meer hersengebieden gebruiken dan controles. De bevindingen wijzen mogelijk op nieuwe doelgebieden voor TMS en onderzoekers testen de taak als meetinstrument.
Moleculair verschil in hersenen van autistische volwassenen
Onderzoekers vonden in de hersenen van autistische volwassenen een lagere beschikbaarheid van een glutamaatreceptor (mGlu5). De studie gebruikte PET, MRI en EEG en heeft gevolgen voor diagnose en toekomstige behandelingen.
Aandacht wisselt in een snel ritme
Onderzoekers vinden dat menselijke aandacht in een regelmatig ritme verschuift, ongeveer zeven tot tien keer per seconde. Dit helpt verklaren waarom meldingen vaak afleiden en waarom concentratie in het dagelijks leven onbetrouwbaar kan aanvoelen.
Stress en cortisol veranderen hoe we emotionele dingen onthouden
Onderzoekers onderzochten hoe het stresshormoon cortisol hersennetwerken beïnvloedt tijdens het bekijken van beelden. Cortisol maakte emotionele ervaringen sterker en veranderde interacties tussen emotie- en geheugen-netwerken.