Nieuw onderzoek, gepubliceerd in Nature en uitgevoerd in samenwerking tussen Duke en Harvard Medical School, beschrijft een disinhibitorisch circuit in het cerebellum dat uitlegt hoe mensen leren van ervaring. De studie, geleid door Court Hull en Wade G. Regehr met Fernando Santos Valencia als eerste auteur, gebruikt verschillende experimentele methoden om de schakeling te onthullen.
Climbing fibers sturen krachtige foutsignalen wanneer een beweging niet volgens plan verloopt. Deze signalen activeren Purkinje-cellen en veroorzaken korte calciumuitbarstingen die plasticiteit ondersteunen. De vakgroep ontdekte echter dat climbing fibers niet alle remmende cellen gelijk activeren. Ze richten zich bij voorkeur op een groep (ML12-cellen) die op zijn beurt een andere remmende groep (ML11-cellen) onderdrukt. ML11-cellen verminderen normaal gesproken leren, dus door ML12 te activeren ontstaat tijdelijke disinhibitie en kan plasticiteit optreden.
Het effect is sterk wanneer veel climbing fibers gelijktijdig vuren, iets wat vaak gebeurt bij duidelijke zintuiglijke gebeurtenissen zoals struikelen, een hard geluid of een plotselinge beweging. De auteurs benadrukken dat remming zo een venster voor leren opent en sluit. Inzicht in deze schakeling kan helpen begrijpen waarom een verstoring van balans tussen excitatie en remming leidt tot motorische problemen, verminderde motorische leertaken en mogelijk bij aandoeningen zoals ataxieën en autismespectrumstoornissen. De studie kreeg steun van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke en verschillende stichtingen; bron: Duke University.
Moeilijke woorden
- disinhibitorisch — waardoor remming tijdelijk vermindert en activiteit toe kan nemen
- cerebellum — deel van de hersenen dat bewegingen coördineert
- Purkinjecel — grote remmende zenuwcellen in het cerebellumPurkinje-cellen
- foutsignaal — signaal dat aangeeft dat iets misgingfoutsignalen
- plasticiteit — vermogen van verbindingen om te veranderen
- remming — vermindering van zenuwactiviteit of gedragsreactieremmende
- excitatie — toename van zenuwactiviteit tegenover remming
- calciumuitbarsting — plotselinge stijging van calcium in cellencalciumuitbarstingen
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe zou kennis van dit disinhibitorische circuit kunnen bijdragen aan behandelingen voor motorische stoornissen? Geef redenen.
- Noem een concreet voorbeeld van een zintuiglijke gebeurtenis in het dagelijks leven dat volgens de tekst een venster voor leren kan openen. Leg uit waarom.
- Welke risico's of beperkingen zie je bij het toepassen van deze neurowetenschappelijke inzichten in therapieën voor mensen?
Gerelateerde artikelen
Dopamine helpt motorische vaardigheden tijdens slaap
Onderzoekers van de University of Michigan vonden dat specifieke dopamineneuronen actief worden tijdens NREM-slaap kort na het leren van een nieuwe beweging. Die activiteit versterkt motorische herinneringen en verbetert motorische prestaties na de slaap.
Netwerk in de hersenen dat gezichtsexpressies maakt
Onderzoekers van Rockefeller University beschreven hoe een netwerk in de hersenen samenwerkt om gezichtsexpressies te genereren. Met fMRI bij makaakapen vonden ze verschillende corticale gebieden die samenwerken en op verschillende tijdschalen reageren.
Hersenstam en ruggenmerg helpen bij handbewegingen
Onderzoekers brachten een netwerk in kaart tussen hersenen, hersenstam en ruggenmerg dat vrijwillige hand- en armbewegingen stuurt. De bevindingen, gepubliceerd door onderzoekers van UC Riverside, kunnen nieuwe revalidatieroutes na een beroerte bieden.
