Deze keer zie je in de ‘Beauty of the Brain’ serie een afbeelding van een plakje hersenen gemaakt met een confocale microscoop. Dit ‘hersenplakje’ is van een muis waarin sommige hersencellen een groen fluorescerend eiwit (GFP) laten zien. Om de contouren van het plakje te laten zien, zijn in blauw de kernen van alle neuronen zichtbaar gemaakt. Deze hippocampusplakjes zijn gemaakt van 7 dagen oude muizen en worden tot 3 weken in cultuur gehouden, waar ze zich op een fysiologische manier blijven ontwikkelen. In ons onderzoek gebruiken we de plakjes om te kijken naar remmende uitlop[ers van neuronen (axonen) en de vorming van nieuwe remmende verbindingen (synapsen).

Het netwerk van neuronen in onze hersenen heeft een enorme capaciteit om zich aan te passen tijdens de ontwikkeling, bij het leren of als reactie op letsel of ziekte. In gezonde hersenen worden veranderingen in activerende of remmende synapsen gecoördineerd om de neuronale en netwerkfunctie in stand te houden. Experimentele en computationele studies hebben aangetoond dat met name remmende synapsen, hoewel slechts ~15% van alle synapsen in de hersenen inhiberend zijn, zeer belangrijk zijn in het controleren van plasticiteit en het vormgeven van informatieverwerking in de hersenen (Herstel and Wierenga, 2021). Inhibitoire synapsen vertegenwoordigen ook een kwetsbaarheid van de hersenen. Verstoorde remmende signalering ligt aan de basis van veel neurologische ontwikkelingsstoornissen en andere hersenaandoeningen, waaronder autisme en vroege stadia van de ziekte van Alzheimer.

In het laboratorium van Wierenga zijn we geïnteresseerd in de rol van remmende synapsen op moleculair, cellulair en netwerkniveau. We bestuderen de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de vorming en plasticiteit van remmende synapsen met behulp van een combinatie van twee-fotonmicroscopie, elektrofysiologie en moleculaire benaderingen in hersenplakjes. Onze live beeldvormingsstudies laten zien dat remmende synapsen ongelooflijk dynamisch zijn. Ze kunnen snel gevormd of geëlimineerd worden, afhankelijk van de lokale vraag.

We hebben al enkele van de moleculaire signalen ontrafeld die de vorming van remmende synapsen bepalen en een onverwachte rol geïdentificeerd (Hu et al., 2019).

Meer Beauty of the Brain