Het fascineert me dat die klomp cellen ervoor zorgt dat we dingen onthouden, waarnemen, met elkaar kunnen praten… De studie psychobiologie kende ik niet. Maar toen ik er eenmaal kennis mee maakte, was de keuze snel gemaakt. Ik bestudeerde het brein vanuit meerdere perspectieven. Bijvoorbeeld hoe het brein geëvolueerd is, hoe eiwitten tot expressie komen en hoe taal is ontstaan. Ik leerde ook programmeren en modelleren. Eigenlijk vond ik alles leuk. De naam psychobiologie is wel een beetje misleidend trouwens. Het gaat vooral over biologie, veel minder over psychologie. Onderzoek doen sprak me altijd al aan. Tijdens mijn studie voerde ik veel experimenten uit, zoals elektrische stroompjes door de grote zenuw van een regenworm geleiden. Of met een elektro-encefalogram (eeg) de hersenactiviteit van mijn medestudenten meten.
Uiteindelijk deed ik drie onderzoeksstages. Allemaal met (behulp van) proefdieren. Wetenschappers die ik toen leerde kennen, konden goed verantwoorden waarom het gebruik van proefdieren nodig was. Dat vond ik inspirerend. Ze gingen ook zorgvuldig met de dieren om en probeerden zoveel mogelijk betekenisvol onderzoek met elk dier te doen. Er is veel kritiek op het gebruik van proefdieren. Ik denk dat proefdieronderzoek op dit moment nog bijdraagt aan het helpen voorkomen of behandelen van ziektes. Want daarvoor is het belangrijk te weten hoe het brein werkt. In de toekomst gebruiken we misschien vooral andere methodes – die nu nog ontwikkeld worden – zonder proefdieren.
Mijn eerste stage liep ik bij Het Nederlands Herseninstituut. Ik analyseerde data over de effecten van deep brain stimulation, een behandeling waarbij elektrodes in het brein elektrische pulsen afgeven om de hersenactiviteit te beïnvloeden. Deze behandeling wordt onder meer soms toegepast bij mensen met een dwangstoornis. We onderzochten met fMRI de effecten op het rattenbrein. Het onderzoek was erg breed. Ik wilde me graag verder verdiepen op het niveau van cellen.
Dus verkaste ik naar de Vrije Universiteit Amsterdam voor een stage waarbij ik de signaaloverdracht tussen neuronen bestudeerde. Neuronen geven signalen door aan nabijgelegen hersencellen via signaalstoffen die in blaasjes zijn opgeslagen. Wanneer een hersencel een signaal doorgeeft, fuseren die blaasjes met de celmembraan, de buitenkant van de cel. De signaalstoffen komen dan vrij en binden aan de buurcel. Bij dit proces zijn veel eiwitten betrokken.
We onderzochten een van die eiwitten met behulp van gekweekte neuronen. Heel fascinerend. Individuele hersencellen van muizen uit de hippocampus, het hersengebied dat een belangrijke rol speelt in leren en geheugen, lieten we groeien op eilandjes van gliacellen. Dat zijn een soort hulpcellen. Deze hersencellen maakten zo alleen verbindingen met zichzelf. Hierdoor konden we met één elektrode de cel activeren en direct meten wat het effect in de cel ‘erna’ was, dit was immers dezelfde hersencel. Het was complex en erg fundamenteel.
Fruitvliegjes
Inmiddels heb ik mijn master, Brain & Cognitive Sciences, afgerond aan de Universiteit van Amsterdam. Binnenkort start ik met mijn promotieonderzoek aan het Max Planck Institute of Neurobiology in München. Met behulp van fruitvliegen wil ik onderzoeken wat de moleculaire basis is van het visueel waarnemen van bewegingen. Mijn derde onderzoeksstage deed ik ook al daar. Fruitvliegen zijn relatief simpele proefdieren, maar hebben toch een compleet brein. Er is al veel bekend over de genetica en opbouw van hun hersenen. En er zijn veel methodes ontwikkeld waarmee we heel precies de werking van bepaalde hersencellen kunnen aanpassen en onderzoeken.
Fruitvliegen hebben hersencellen die enkel reageren op bewegingen van onder naar boven. Of juist op bewegingen van links naar rechts. Die cellen krijgen ook nog informatie van cellen die enkel reageren als het lichter of donkerder wordt. Met al die informatie moeten de hersencellen uitrekenen of er iets in de omgeving beweegt, en in welke richting.
‘ We onderzochten eiwitten met behulp van gekweekte hersencellen. Heel fascinerend.’
Tijdens mijn promotietraject ga ik cellen onderzoeken die nodig zijn om reflexen uitgelokt door bewegingen uit te voeren. Want als jouw omgeving opeens naar links beweegt, ga je dat doorgaans corrigeren door mee naar links te bewegen. Voor dit onderzoek gebruiken we een opstelling waarbij fruitvliegen op een klein balletje van 6 mm doorsnee lopen. Er waait lucht door de opstelling, waardoor de fruitvlieg de bal met zijn pootjes kan bewegen. Hij kan alle richtingen in de ruimte oplopen terwijl hij op dezelfde plek blijft. De fruitvlieg hangt namelijk aan een klein staafje. Op de wanden van die opstelling projecteren we beelden die de fruitvlieg dan ziet.
In essentie gaat het onderzoek niet over beweging, maar over de eigenschappen van alle hersencellen. Eigenschappen die te maken hebben met hoe ze informatie verwerken en berekeningen uitvoeren. Die principes zouden ook voor menselijke hersencellen kunnen gelden. In het lab hangt een goede sfeer. Iedereen helpt elkaar en vanaf het begin voel ik me een onderdeel van het team. Ik heb het idee dat er de komende jaren veel duidelijk wordt over dit hersencircuit in de fruitvlieg en over de berekeningen die deze neuronen maken. Dus ik heb er zin in!’
