Het onderzoek van het Nederlands Herseninstituut

Het onderzoek van het Nederlands Herseninstituut richt zich op het doorgronden van processen tijdens bewustzijn en slaap (bewuste brein), het verwerken van wat we zien (visuele brein) en de mechanismen van leren en geheugen (het lerende brein). Ook de rol van hormonen, aangestuurd vanuit de hypothalamus, is onderwerp van studie (hormonale brein).

Daarnaast bestuderen onderzoekers welke hersenmechanismen het mogelijk maken goed met andere mensen samen te werken en de invloed van de omgeving op hersenfuncties (sociale brein). Via een beter begrip van moleculaire hersenprocessen proberen onderzoekers aangrijpingspunten te vinden voor behandeling van neurologische en psychiatrische ziektebeelden (herstellende brein).

 

Het bewuste brein (Van hersencel naar bewustzijn)

Tijdens de vroege ontwikkeling in de baarmoeder en in de eerste jaren na de geboorte ontstaat er in een snel tempo een netwek van 100 miljard hersencellen. Iedere hersencel maakt vervolgens contact met 10.000 andere hersencellen. De sterkte en de aantallen van deze contactplaatsen, de synapsen, coderen de informatie in onze hersenen. De verwerking van informatie van de zintuigen gebeurt in nauwe samenwerking tussen diverse hersengebieden. Deze hersenprocessen spelen zich deels bewust af en deels onbewust. Onderzoek in het Nederlands Herseninstituut heeft aangetoond dat bewuste waarneming gepaard gaat met unieke interacties tussen hersengebieden die samenwerken voor de juiste interpretatie van de binnenkomende informatie. Deze interacties tussen hersencellen zijn verantwoordelijk voor de aandacht die we besteden aan slechts enkele van de vele objecten die we waarnemen. Andere objecten krijgen geen aandacht en blijven in het onderbewustzijn.  
Nu we dit weten kunnen we onderzoeken hoe hersengebieden samenwerken tijdens denkprocessen. Wij kunnen tegenwoordig in een hersenscan zelfs steeds beter zien waar mensen aan denken, een lijn van onderzoek die 'Mindreading' wordt genoemd. Tevens onderzoeken wij in het Nederlands Herseninstituut wat er zich afspeelt in de hersenen wanneer het bewustzijn is uitgeschakeld, bijvoorbeeld tijdens de slaap, en de mechanismen die ten grondslag liggen aan het ontsporen van hersenprocessen zoals die optreden bij de ziekte van Alzheimer en bij psychiatrische stoornissen.

(R. Goebel, C.N. Levelt, P.R. Roelfsema, E.J.W. van Someren, R.Goebel, C. Lohmann, D.A.J.P. Denys, H.H.P. Kole)

 

Het ziende brein (Van zenuwcel naar zien)

Een groot deel van onze hersenen, ons visuele brein, houdt zich bezig met het verwerken van wat we zien. We zijn daardoor heel goed in het snel herkennen van gezichten en kunnen zowel in de felle zon als bij minimaal maanlicht goed zien. De processen die nodig zijn snel objecten te herkennen beginnen, na passage door de ooglens, in het netvlies achter in het oog en leiden tot interacties tussen een groot aantal hersengebieden. Inzicht in de mechanismen die nodig zijn om tijdens de vroege ontwikkeling het visuele systeem op te bouwen en vervolgens te stabiliseren is cruciaal voor de behandeling van een 'lui oog' bij kinderen. Vanuit de kennis van de fundamentele eigenschappen van het visuele system, verkregen met een veelheid van moderne technieken, en de erfelijke informatie van families met visuele problemen, worden therapeutische strategieën ontwikkeld voor de behandeling van patiënten met ziekten zoals macula degeneratie, retinitis pigmentosa en glaucoom.

(R. Goebel, M. Kamermans, C.N. Levelt, A.A.B. Bergen, J. Wijnholds, P.R. Roelfsema )

[TopOfPage]

 

Het lerende brein (Van zenuwcel naar leren)

Als er iets kenmerkend is aan onze hersenen, dan is het wel dat zij snel nieuwe informatie kunnen verwerken en dat zij zich in korte tijd aan kunnen passen aan nieuwe omstandigheden. Ons brein stelt ons bovendien in staat om te leren. Onderzoek in het Nederlands Herseninstituut heeft aangetoond dat tijdens het leren nieuwe verbindingen tussen hersencellen gemaakt worden, en dat sommige verbindingen versterkt worden terwijl andere verbindingen juist verzwakt worden. Deze veranderingen coderen ons geheugen. Bovendien zijn deze veranderingen na het leren niet statisch maar dynamisch. Ze kunnen verplaatst worden van het ene hersengebied naar het andere. Dezelfde mechanismes treden op zowel wanneer we nieuwe informatie aanleren, zoals bijvoorbeeld het uit ons hoofd leren van namen, als wanneer we een nieuwe procedure aanleren, zoals bijvoorbeeld lopen of pianospelen. Door deze inzichten over het leren kunnen we nu gericht gaan zoeken naar de rol van veroudering en slaap op ons geheugen en naar geneesmiddelen en methodes om geheugenstoornissen, zoals bij geestelijke achterstand, veroudering en de ziekte van Alzheimer, te verbeteren.

(E.M. Hol, H.W. Kessels, C.N. Levelt, P.R. Roelfsema, E.J.W. van Someren, C.I. de Zeeuw)

[TopOfPage]

 

Het hormonale brein (Hersenen en hormonen)

Hersencellen produceren hormonen, en hersenen zijn in iedere levensfase ook gevoelig voor hormonen die elders in ons lichaam worden gemaakt. Het centrum van het hormonale brein is de hypothalamus, die verantwoordelijk is voor de overleving van het individu onder stressvolle omstandigheden en de overleving van de soort middels de voortplanting. In het Nederlands Herseninstituut is gevonden dat onze genderidentiteit, het gevoel man of vrouw te zijn, en onze seksuele oriëntatie vroeg in de ontwikkeling in onze hersenen worden ingeprogrammeerd.
De hypothalamus bestuurt op onbewuste wijze zulke diverse functies als dag- en nachtritmes, puberteit, seksueel gedrag, eetlust, dorst, liefde, agressie, bloeddruk en lichaamstemperatuur. De verworven kennis maakt nu tevens onderzoek mogelijk naar stoornissen in de seksuele differentiatie, zoals transseksualiteit, en naar hoge bloeddruk, slaapstoornissen, en vetzucht en andere eetstoornissen. Anderzijds worden hormonen onderzocht op hun effectiviteit wat betreft het gunstig beïnvloeden van ziekteprocessen zoals multiple sclerose. Er wordt intensief gebruik gemaakt van hersenmateriaal verkregen door de Nederlandse Hersenbank.

(J. Bakker, I. Huitinga, A. Kalsbeek, E.J.W. van Someren, D.F. Swaab)

[TopOfPage]

 

Het sociale brein (Hersenen en omgeving)

De samenwerking tussen mensen is het geheim van ons succes en de basis van het functioneren van onze maatschappij. Stoornissen van deze capaciteit, zoals autisme, schizofrenie, verslaving en sociopathie, hebben een enorm effect op het functioneren van personen en op de maatschappij. Het Nederlands Herseninstituut bestudeert daarom welke hersenmechanismen het ons mogelijk maken goed met andere mensen samen te werken. Met name onderzoeken wij hoe het gezonde brein het ons mogelijk maakt de intenties en gevoelens van anderen te voelen, hoe wij leren van het observeren van anderen, en hoe dergelijke capaciteiten verstoord zijn in geval van psychiatrische stoornissen. Spiegelneuronen spelen bij deze processen een centrale rol.
Naast de sociale omgeving speelt ook de fysische en chemische omgeving een belangrijke rol in het functioneren van onze hersenen. Onderzocht worden bijvoorbeeld de effecten van licht op depressie en dementie en de effcten van voeding en chemische stoffen op de hersenontwikkeling en de verstoring van slaap op het leren.

(D.A.J.P. Denys, R. Goebel, C. Keysers, P.R. Roelfsema, D.F. Swaab, E.J.W. van Someren, J. Wijnholds, C.I. de Zeeuw )

[TopOfPage]

 

Het herstellende brein

Hersenziekten zoals een dwarslaesie, hersenletsel, multiple sclerose, de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Parkinson vormen een toenemend probleem, met enorme gevolgen voor alle betrokkenen. Een kernpunt hierbij is dat het zenuwstelsel zich maar in heel beperkte mate uit zichzelf kan herstellen. In het Nederlands Herseninstituut doen wij onderzoek dat er op gericht is, middels het begrijpen van de moleculaire hersenveranderingen, nieuwe aangrijpingspunten te vinden om deze ziekteprocessen te remmen en het herstel te bevorderen. Wij onderzoeken ook de mogelijkheden van gentherapie en het stimuleren van lichaamseigen stamcellen als nieuwe therapeutische stategieën. Tevens bestuderen wij de moleculaire achtergrond van depressie en suïcidaliteit. De Nederlandse Hersenbank, met haar zeer uitgebreide en goed gedocumenteerde collectie postmortem hersenmateriaal, levert aan deze onderzoekslijn een cruciale en unieke bijdrage. Een nieuwe ontwikkeling in het herstel van hersenziekten is het onderzoek naar het mechanisme en de effectieviteit van diepte electroden bij obsessieve compulsieve stoornissen, depressie, eetstoornissen en verslaving.

(D.A.J.P. Denys, E.M. Hol, I. Huitinga, D.F. Swaab, J. Verhaagen)

[TopOfPage]

 

De Nederlandse Hersenbank (NHB)

De NHB wordt internationaal beschouwd als een excellente hersenbank die hersenobducties uitvoert binnen enkele uren na overlijden van hersendonoren die zich bij leven registreren bij de NHB. Het klinisch en neuropathologisch goed gedocumenteerde humane hersenweefsel is van onschatbare waarde voor onderzoek naar neurologische en psychiatrische ziektebeelden. Er staan momenteel ruim 2700 mensen geregistreerd als hersendonor bij de NHB. Dit betreft zowel mensen met een neurologische of psychiatrische ziekte als ook mensen die geen hersenziekte hebben en die als 'controles' bij het onderzoek dienen. Van iedere hersendonor worden zo'n 80 stukjes hersenweefsel uitgeprepareerd op basis van onderzoeksprotocollen die door onderzoekers worden ingediend en die door een afzonderlijke commissie op kwaliteit worden gekeurd. Sinds de oprichting in 1985 heeft de NHB hersenweefsel uitgegeven van meer dan 3500 obducties aan meer dan 600 onderzoeksprojecten in 25 landen, wat heeft geleid tot meer dan 1500 wetenschappelijke publicaties in internationale vaktijdschiften.

(I.Huitinga, www.hersenbank.nl)

[TopOfPage]