S*lke.Sas
30th April 2014, 14:54
Circuits in de hersenpan naar believen 'aan' en 'af' zetten door er met licht op te schijnen? Het is geen sciencefiction meer. Neurologen zijn er via genetisch knutselwerk in geslaagd, en dat geeft de ontdekkingstocht in het brein en de behandeling van ziektes als epilepsie een duw in de rug. "Een vondst met Nobelprijs-allures."
De grote uitdaging is weten of er nu echt een oorzakelijk verband is tussen een bepaald gedrag, een emotie of een ziekte en wat waar in de hersenen gebeurt
Neuroloog Steven Laureys
Levende hersenen aan het werk zien en, alsof ze met een fluostift gemerkt zijn, vaststellen wat er gebeurt wanneer je stukjes activeert en deactiveert. Bijvoorbeeld tijdens de slaap. Of tijdens fases van honger, agressie, rouw of depressie. Het is een wilde droom van hersenonderzoekers. Een groep Amerikaanse pioniers maakt het nu mogelijk. Ze hebben een precieze 'uit'- en 'aan'-knop gebouwd waarmee hersencellen en -netwerken stilgelegd en opnieuw aangezet kunnen worden.
Dat gaat als volgt: genen die bij algen voor lichtgevoelige eiwitten zorgen, worden vermengd met genen die voor eiwitten zorgen die licht absorberen en fluorescerend oplichten. Dat 'bouwwerkje' wordt dan samengebracht met een virus dat niet meer actief is. Het dient gewoon als reiskoffer. Het virus brengt de lichtgevoelige genen naar de geselecteerde types hersencellen. Wanneer neurologen dan met een lichtstraal op die genetisch vertimmerde hersencellen schijnen, kunnen ze die cellen, die nu gevoelig zijn aan licht, controleren. Door ze met hun lichtstraal te activeren of te deactiveren.
Optogenetica
Het kunstje heet 'optogenetica' en werd door het wetenschapsblad Science al de belangrijkste doorbraak voor de toekomst genoemd. "Er wordt gefluisterd dat dit voor een Nobelprijs zal zorgen", zegt neuroloog Steven Laureys (Universiteit Luik). In dat geval komt het pioniersteam van Karl Deisseroth aan de Amerikaanse Stanford University in aanmerking. Negen jaar geleden toonden zij aan dat optogenetica mogelijk is om cellen te activeren. Nu komen ze in Science met een methode waarbij volledige circuits daadwerkelijk 'aan' maar ook weer 'uit' gezet kunnen worden.
Dat is cruciaal, want alleen zo kan het inzicht in hoe de hersenen werken echt sprongen voorwaarts maken. Dankzij technische verbeteringen in de manier waarop de lichtgevoelige eiwitten worden geproduceerd, is dat nu mogelijk. Bij testratten hebben Deisseroth en zijn collega's verschillende gebieden kunnen controleren. "Neurologen hebben nu een aan-uitknop die ze in elk circuit kunnen toepassen, en dat tot op de milliseconde", zegt Thomas Insel van het National Institute of Mental Health, dat het onderzoek mee ondersteunt.
Het nut voor de mensheid is dubbel. Laureys: "De grote uitdaging is weten of er nu echt een oorzakelijk verband is tussen een bepaald gedrag, een emotie of een ziekte en wat waar in de hersenen gebeurt. Dat kan alleen door te vergelijken en door de hersenactiviteit de ene keer te activeren en de andere keer te deactiveren. Nu zal dat dus kunnen en dan ook nog eens op een elegante manier, door met een lichtstraal op de hersenen te schijnen. Omdat er genetische manipulatie aan te pas komt, kan dit om ethische redenen alleen nog maar bij hersenonderzoek op onder andere muizen en primaten. Maar het geeft ons nu al inzichten over de mens."
Doorbraak voor epilepsie
Daarnaast zet de vondst de deur open naar de behandeling van neurologische aandoeningen waarbij sommige gebieden te actief zijn, zoals epilepsie. Met licht en minimale ingrepen zouden die gebiedjes minder actief gemaakt kunnen worden. Voorlopig is dat wel nog verre toekomstmuziek. Merab Kokaia (Universiteit van Lund) onderzoekt optogenetica en epilepsie en is alvast enthousiast. "Dit kan een alternatief worden voor mensen met hersenaandoeningen bij wie medicijnen niet werken, zoals bij zware epilepsie."
Bron: De Morgen, 13/04/2014
Eigen commentaar: Ik vind dit een boeiende wetenschappelijke ontdekking. Als ik het goed begrijp, bestaat er dus een kans dat men in de toekomst neuronen, die sensitief zijn voor licht, kan besturen. In het kader van bepaalde hersenaandoeningen kan dit een grote stap vooruit zijn. Toch vind ik de gedachte ook lichtjes beangstigend. Men spreekt van een 'aan-en uitknop'. Waar ligt de grens op ethisch vlak? Bestaat er een kans dat als men de hersenen van een mens kan controleren, dat men ook de persoonlijkheid van deze persoon hiermee aantast? Het is sowieso een revolutionare stap in de wetenschap, desondanks is het eng te beseffen dat vroeg of laat de mens op deze manier via de hersenen kan gecontroleerd worden. Zolang het gebruikt wordt om bepaalde ziektes te doen verdwijnen of verminderen, is het echter een zeer veelbelovend iets.
De grote uitdaging is weten of er nu echt een oorzakelijk verband is tussen een bepaald gedrag, een emotie of een ziekte en wat waar in de hersenen gebeurt
Neuroloog Steven Laureys
Levende hersenen aan het werk zien en, alsof ze met een fluostift gemerkt zijn, vaststellen wat er gebeurt wanneer je stukjes activeert en deactiveert. Bijvoorbeeld tijdens de slaap. Of tijdens fases van honger, agressie, rouw of depressie. Het is een wilde droom van hersenonderzoekers. Een groep Amerikaanse pioniers maakt het nu mogelijk. Ze hebben een precieze 'uit'- en 'aan'-knop gebouwd waarmee hersencellen en -netwerken stilgelegd en opnieuw aangezet kunnen worden.
Dat gaat als volgt: genen die bij algen voor lichtgevoelige eiwitten zorgen, worden vermengd met genen die voor eiwitten zorgen die licht absorberen en fluorescerend oplichten. Dat 'bouwwerkje' wordt dan samengebracht met een virus dat niet meer actief is. Het dient gewoon als reiskoffer. Het virus brengt de lichtgevoelige genen naar de geselecteerde types hersencellen. Wanneer neurologen dan met een lichtstraal op die genetisch vertimmerde hersencellen schijnen, kunnen ze die cellen, die nu gevoelig zijn aan licht, controleren. Door ze met hun lichtstraal te activeren of te deactiveren.
Optogenetica
Het kunstje heet 'optogenetica' en werd door het wetenschapsblad Science al de belangrijkste doorbraak voor de toekomst genoemd. "Er wordt gefluisterd dat dit voor een Nobelprijs zal zorgen", zegt neuroloog Steven Laureys (Universiteit Luik). In dat geval komt het pioniersteam van Karl Deisseroth aan de Amerikaanse Stanford University in aanmerking. Negen jaar geleden toonden zij aan dat optogenetica mogelijk is om cellen te activeren. Nu komen ze in Science met een methode waarbij volledige circuits daadwerkelijk 'aan' maar ook weer 'uit' gezet kunnen worden.
Dat is cruciaal, want alleen zo kan het inzicht in hoe de hersenen werken echt sprongen voorwaarts maken. Dankzij technische verbeteringen in de manier waarop de lichtgevoelige eiwitten worden geproduceerd, is dat nu mogelijk. Bij testratten hebben Deisseroth en zijn collega's verschillende gebieden kunnen controleren. "Neurologen hebben nu een aan-uitknop die ze in elk circuit kunnen toepassen, en dat tot op de milliseconde", zegt Thomas Insel van het National Institute of Mental Health, dat het onderzoek mee ondersteunt.
Het nut voor de mensheid is dubbel. Laureys: "De grote uitdaging is weten of er nu echt een oorzakelijk verband is tussen een bepaald gedrag, een emotie of een ziekte en wat waar in de hersenen gebeurt. Dat kan alleen door te vergelijken en door de hersenactiviteit de ene keer te activeren en de andere keer te deactiveren. Nu zal dat dus kunnen en dan ook nog eens op een elegante manier, door met een lichtstraal op de hersenen te schijnen. Omdat er genetische manipulatie aan te pas komt, kan dit om ethische redenen alleen nog maar bij hersenonderzoek op onder andere muizen en primaten. Maar het geeft ons nu al inzichten over de mens."
Doorbraak voor epilepsie
Daarnaast zet de vondst de deur open naar de behandeling van neurologische aandoeningen waarbij sommige gebieden te actief zijn, zoals epilepsie. Met licht en minimale ingrepen zouden die gebiedjes minder actief gemaakt kunnen worden. Voorlopig is dat wel nog verre toekomstmuziek. Merab Kokaia (Universiteit van Lund) onderzoekt optogenetica en epilepsie en is alvast enthousiast. "Dit kan een alternatief worden voor mensen met hersenaandoeningen bij wie medicijnen niet werken, zoals bij zware epilepsie."
Bron: De Morgen, 13/04/2014
Eigen commentaar: Ik vind dit een boeiende wetenschappelijke ontdekking. Als ik het goed begrijp, bestaat er dus een kans dat men in de toekomst neuronen, die sensitief zijn voor licht, kan besturen. In het kader van bepaalde hersenaandoeningen kan dit een grote stap vooruit zijn. Toch vind ik de gedachte ook lichtjes beangstigend. Men spreekt van een 'aan-en uitknop'. Waar ligt de grens op ethisch vlak? Bestaat er een kans dat als men de hersenen van een mens kan controleren, dat men ook de persoonlijkheid van deze persoon hiermee aantast? Het is sowieso een revolutionare stap in de wetenschap, desondanks is het eng te beseffen dat vroeg of laat de mens op deze manier via de hersenen kan gecontroleerd worden. Zolang het gebruikt wordt om bepaalde ziektes te doen verdwijnen of verminderen, is het echter een zeer veelbelovend iets.