Calciumsignaal laat neuronen contact leggen

Hersencellen hebben geen synapsen nodig om onderling informatie uit te wisselen. Aan de hand van calciumconcentraties kunnen ze elkaar ook aanvoelen, zo schrijven onderzoekers van het Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried deze week in het tijdschrift Neuron.

De ontdekking verklaart waarom hersenen in staat zijn om relatief snel een functionerend neuraal netwerk op te bouwen, en het ook voortdurend te verversen. Dit ondanks het feit dat het een dag of twee kost eer een nieuwe synaps helemaal is uitgegroeid.

Door enkele hersencellen in te kleuren met een fluorescente marker konden Christian Lohmann en Tobias Bonhoeffer zien wat er gebeurt. De cellen vormen voortdurend grote aantallen uitlopers die om zich heen tasten. Komt zo’n uitloper een andere hersencel tegen, dan leidt dat tot een afgifte van calciumionen die direct de verdere groei stopt.

Wat er vervolgens gebeurt hangt af van de calciumconcentratie. Die geeft op de een of andere manier aan of het leggen van contact de moeite waard is. Zo ja, dan start de vorming van een synaps. Zo nee, dan trekt de uitloper zich terug en verspilt de cel er verder geen energie aan.

Volgens Bonhoeffer werkt deze techniek verbazend efficiënt. Het moet ook wel: berekend is dat de hersenen in 1000 jaar nog niet olgroeid zouden zijn wanneer alle mogelijke synapsen ook daadwerkelijk zouden groeien.

Wat precies de waarde van een verbinding tussen twee hersencellen bepaalt, blijft intussen nog even een open vraag.

bron: Max-Planck-Gesellschaft