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
Hersenen verwerken overgeslagen woorden tijdens lezen
Nieuw onderzoek van de University of South Florida laat zien dat mensen vaak woorden overslaan tijdens lezen, maar dat de hersenen die woorden via perifere visie toch deels verwerken. De studie combineerde EEG-metingen en camera-gebaseerde blikregistratie.
Hersenachtig weefsel gekweekt zonder dierlijke materialen
Wetenschappers kweekten functioneel hersenachtig weefsel zonder dierlijke materialen of biologische lagen. Het nieuwe PEG-scaffold ondersteunt gedoneerde cellen en maakt betrouwbare tests voor neurologische ziekten mogelijk.
Neuromorfe chips geïnspireerd op het menselijk brein
Onderzoekers ontwikkelen hardware die het brein nabootst om energie te besparen. Ze gebruiken synapsachtige apparaten met organische transistors; het werk geeft aanwijzingen voor efficiëntere, breinachtige AI. De studie verschijnt in ACS Applied Electronic Materials.
Nieuw onderzoek: hartpulsaties mogelijk oorzaak van hydrocefalie
Een studie onder leiding van Michael Egnor daagt de oude gedachte uit dat hydrocefalie alleen door CSF-opstapeling ontstaat. De auteurs stellen dat hersenen pulserende energie van de hartslag niet goed absorberen en vragen om meer onderzoek.
