Een kompas in onze hersenen: hoe onze hersenen weten waar we zijn

16 augustus 2017
Hoe kunnen netwerken van hersencellen complexe informatie opslaan? Dit is één van de centrale vragen die onderzoekers aan NERF (VIB-KU Leuven-imec) bezig houdt. Een team onder leiding van Prof. Vincent Bonin heeft aangetoond dat de activiteit van hersencellen in de retrospinale hersenschors een specifiek patroon heeft. Deze manier van signalen doorgeven speelt een belangrijke rol in ruimtelijke navigatie.

In de hippocampus, een hersenonderdeel van cruciaal belang voor ons geheugen, zenden hersencellen signalen uit wanneer we  ons op een specifieke plaats in de omgeving bevinden. Deze zogenaamde ‘plaats-cellen’ zijn actief volgens een welbepaald patroon: op iedere locatie is slechts een beperkt aantal actief, terwijl alle andere geen signaal uitsturen. Op die manier kan het netwerk een maximum aan informatie opslaan.

Omdat wetenschappers vermoeden dat dit signalisatiepatroon essentieel is voor ruimtelijke oriëntatie en navigatie, gingen NERF-wetenschappers Drs. Dun Mao, Steffen Kandler en Vincent Bonin na of eenzelfde mechanisme bestond bij neuronen in de retrospinale hersenschors. Dit gedeelte van de hersenen is nauw verbonden met de hippocampus en is ook belangrijk voor oriëntatie.

De onderzoekers volgden de activiteit van de cellen in deze hersenregio op bij muizen op een loopband. Ze stelden vast dat een belangrijk deel van de hersencellen ook een typisch signalisatiepatroon vertoonden, net als in de hippocampus. De hersencellen waren actief op discrete plekken en de sequentie van signalen weerspiegelde de ruimtelijke omgeving van de muis. Andere veranderingen in de omgeving, zoals een verschillende belichting van de kamer, hadden slechts een minimale invloed op het signalisatiepatroon.

“Zover we weten vertonen slechts twee andere hersendelen dit soort ‘paats cel’-activiteit,” vertelt Prof. Vincent Bonin. “Dit patroon is allicht belangrijk voor doelgerichte navigatie, maar ook voor het opslaan van herinneringen in het algmeen. Dit onderzoek licht weer een klein tipje van de sluier van dit fascinerende orgaan: onze hersenen.”

Note: Het labo van Vincent Bonon maakt deel uit van NERF (VIB-KU Leuven-imec)

---

Publicatie
Sparse orthogonal population representation of spatial context in the retrosplenial cortex – Mao et al. Nature Communications 2017


Vincent Bonin
©VIB-Ine Dehanschutter