Wetenschappers vinden hersenmechanisme achter leeftijdsgebonden geheugenverlies
Door Lisa Jhung
1 juli 2022 - Wetenschappers van de Johns Hopkins University hebben een mechanisme in de hersenen achter leeftijdsgebonden geheugenverlies geïdentificeerd, waardoor onze kennis van de innerlijke werking van het verouderende brein wordt uitgebreid en mogelijk de deur wordt geopend naar nieuwe behandelingen tegen Alzheimer.
De onderzoekers keken naar de hippocampus, een deel van de hersenen waar langetermijngeheugens worden opgeslagen.
Neuronen daar zijn verantwoordelijk voor een tweetal geheugenfuncties - patroon scheiding en patroon voltooiing genaamd - die samenwerken in jonge, gezonde hersenen. Deze functies kunnen bij het ouder worden uit balans raken en het geheugen beïnvloeden.
Het Johns Hopkins team heeft misschien ontdekt wat deze onbalans veroorzaakt. Hun bevindingen - gerapporteerd in een nieuw artikel in het tijdschrift Current Biology - kunnen niet alleen helpen om de behandeling van dementie te verbeteren, maar zelfs om verlies van denkvermogen te voorkomen of uit te stellen, aldus de onderzoekers.
Patroonscheiding versus patroonvoltooiing
Om te begrijpen hoe de hippocampus met de jaren verandert, keken de onderzoekers naar de hersenen van ratten. Bij ratten en mensen is er sprake van patroonscheiding en patroonvoltooiing, gestuurd door neuronen in de hippocampus.
Zoals de naam doet vermoeden, is er sprake van patroonaanvulling wanneer je een paar details of fragmenten van informatie neemt - een paar muzieknoten, of het begin van een beroemde filmcitaat - en je hersenen de volledige herinnering ophalen. Patroonscheiding daarentegen is het vermogen om gelijksoortige waarnemingen of ervaringen uit elkaar te houden (zoals twee bezoeken aan hetzelfde restaurant) om ze als afzonderlijke herinneringen op te slaan.
Deze functies komen voor langs een gradiënt in een klein gebied dat CA3 heet. Volgens de studie verdwijnt die gradiënt bij het ouder worden, zegt hoofdauteur Hey-Kyoung Lee, PhD, assistent-onderzoeker aan het Zanvyl Krieger Mind/Brain Institute van de universiteit. "Het belangrijkste gevolg van het verlies," zegt Lee, "is dat patroonvoltooiing dominanter wordt bij ratten naarmate ze ouder worden."
Wat gebeurt er in de hersenen
Neuronen die verantwoordelijk zijn voor patroonvoltooiing zitten aan het "distale" uiteinde van CA3, terwijl degenen die verantwoordelijk zijn voor patroonscheiding aan het "proximale" uiteinde zitten. Lee zegt dat eerdere studies de proximale en distale gebieden niet afzonderlijk hadden onderzocht, zoals zij en haar team in deze studie hebben gedaan.
Wat verrassend was, aldus Lee, "was dat hyperactiviteit bij veroudering werd waargenomen in het proximale CA3-gebied, en niet in het verwachte distale gebied." In tegenstelling tot hun verwachtingen versterkte die hyperactiviteit de functie in dat gebied niet, maar temperde ze die juist. Dus: "Er is een verminderde patroonscheiding en een verhoogde patroonvoltooiing," zegt Lee.
Naarmate patroonaanvulling domineert, vervaagt patroonscheiding, zegt Lee. Dit kan het voor oudere volwassenen moeilijker maken om herinneringen te scheiden - ze kunnen zich een bepaald restaurant herinneren waar ze geweest zijn, maar niet in staat zijn om te onderscheiden wat er tijdens het ene bezoek gebeurde en wat tijdens een ander bezoek.
Waarom blijven sommige ouderen scherp?
Maar dat geheugenverlies komt niet bij iedereen voor, en ook niet bij alle ratten. In feite ontdekten de onderzoekers dat sommige oudere ratten ruimtelijke leertaken even goed uitvoerden als jonge ratten - ook al begonnen hun hersenen al de voorkeur te geven aan het voltooien van patronen.
Als we beter begrijpen waarom dit gebeurt, kunnen we misschien nieuwe therapieën ontdekken voor leeftijdsgebonden geheugenverlies, aldus Lee.
Het team van co-auteur Michela Gallagher heeft eerder aangetoond dat het anti-epilepsiemiddel levetiracetam de geheugenprestaties verbetert door hyperactiviteit in de hippocampus te verminderen.
Met de extra details die deze studie toevoegt, kunnen wetenschappers dergelijke geneesmiddelen in de toekomst wellicht beter richten, speculeert Lee. "Het zou ons een betere controle geven over waar we de tekorten die we zien mogelijk kunnen aanpakken."
