Tot nu toe werd aangenomen dat het zogenaamde mesencephale bewegingsgebied -een deel van de middenhersenen- de complexe bewegingen regelt. Het gaat dan bijvoorbeeld om je lichaamshouding en de coördinatie van je ledematen bij het lopen. Wetenschappers begrijpen de functie van neuronen in dit deel van de hersenen echter nog niet volledig. Zwitserse onderzoekers hebben nu kunnen aantonen dat er in dit deel van de hersenen verschillende neuronenpopulaties zijn, die naast het lopen ook andere, andere lichaamsbewegingen aansturen. Volgens de artsen zouden deze bevindingen de deur kunnen openen naar verbeterde therapieën voor de ziekte van Parkinson.
Prof. Dr. Silvia Arber van het biocentrum van de Universiteit van Basel en groepsleider bij het Friedrich Miescher Instituut voor Biomedisch Onderzoek (FMI) heeft met haar team het mesencefalisch bewegingsgebied bij muizen nader bestudeerd. Zij vond verschillende populaties neuronen waarvan zij vaststelde dat deze een hele reeks andere bewegingen regelen. En niet alleen het lopen. Op basis van de resultaten van hun onderzoek moet de eerder veronderstelde rol van dit belangrijke deel van de middenhersenen worden heroverwogen, aldus Arber.
Onafscheidelijke populaties
“Het was verrassend te ontdekken dat in dit gebied, dat iedereen in kringen van deskundigen associeert met lopen, veel van de neuronen helemaal niet worden geactiveerd tijdens het lopen.” De wetenschappers ontdekten tijdens het onderzoek twee plaatselijk onafscheidelijke populaties neuronen. De ene zendt prikkels naar het ruggenmerg. De andere maakt in omgekeerde richting verbinding met delen van een gebied in de hersenen dat de basale ganglia wordt genoemd.
Tijdens de experimenten werd duidelijk dat de neuronen die verbonden zijn met het ruggenmerg hun activiteit verhoogden wanneer de muizen opstonden. De anderen daarentegen werden actief wanneer de dieren hun voorpoten bewogen, bijvoorbeeld tijdens het poetsen, of wanneer zij naar voorwerpen reikten. Tijdens het lopen schakelde echter slechts een klein deel van deze neuronen in. In verdere experimenten om de functie van deze twee populaties te onderzoeken, vertoonden neuronen die rechtstreeks in verbinding staan met het ruggenmerg een verhoogde activiteit bij het strekken van het lichaam of het veranderen van houding.
Nieuwe behandelingsmogelijkheden
De tweede populatie is betrokken bij de regulering van diverse bewegingen. De resultaten zouden niet alleen leiden tot een her-evaluatie van een reeds lang bestaand idee over de rol van het mesencephale motorische gebied, benadrukken de onderzoekers. De studie kan ook implicaties hebben voor therapieën voor Parkinson-patiënten die niet reageren op medicatie. T
Tot dusver werden de houdings- en loopstoornissen die met de ziekte gepaard gaan, behandeld met een experimentele therapie die diepe hersenstimulatie wordt genoemd. Hierbij worden elektrische impulsen rechtstreeks toegediend aan het mesencephale motorische gebied van de patiënt. De effecten van de therapie zijn echter zeer inconsistent. Bij sommige mensen leidt het tot kleine verbeteringen, anderen hebben last van talrijke bijwerkingen.
Arber heeft een mogelijke verklaring voor deze verschillen. Het toedienen van elektrische impulsen aan alle neuronen beïnvloedt de activiteit van verschillende neuronale populaties op een ongecontroleerde manier, zegt de wetenschapper. “Een betere strategie zou zijn om alleen die neuronen te stimuleren die hun prikkels naar het ruggenmerg of de medulla oblongata sturen. Therapeutische benaderingen die zich richten op specifieke neuronen en deze activeren, zouden zeer succesvol kunnen zijn.”
Vervolgens willen de wetenschappers de rol van het mesencephale motorische gebied bij het selecteren van bewegingen in meer detail onderzoeken. In dit proces “selecteert” het brein een bepaalde beweging, waardoor het andere motorische commando’s vertraagt. “Het is spannend dat deze regio meer regelt dan alleen lopen. Daarom zal het interessant zijn te begrijpen hoe de door ons geïdentificeerde neuronen communiceren met andere hersengebieden die betrokken zijn bij bewegingscontrole”, aldus Arber.
De wetenschappers hebben de resultaten van hun onderzoek gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cell.
Foto: Het mesencefalisch bewegingsgebied van de hersenen regelt niet alleen het lopen, maar een hele reeks verschillende lichaamsbewegingen. © Biozentrum der Universität Basel
Ook interessant:
Mogelijk nieuwe behandelmethoden voor hersenziekten
Blinden kunnen mogelijk straks weer zien dankzij een hersenimplantaat
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
