DOOR AAFKE KOK - Illustratie: Popadius & Mpj29, Wikipedia - 16-10-2021 - Medische biologie
De somatosensorische homunculus, een projectie van lichaamsgebieden op de hersenschors, oorspronkelijk bedacht door de Amerikaanse hersenchirurgen Wilder Penfield en Theodore Rasmussen (1950), verbeeldt in 3D (rechts) en 2D (rechts). Illustratie: Popadius & Mpj29, Wikipedia
Neuronen uit gevoelige huid vormen in de hersenstam relatief veel en sterke verbindingen.
De relatief grote hoeveelheid neuronen in het brein die informatie verwerken van gevoelige huid – denk bij mensen aan lippen en vingertoppen – valt niet simpelweg te verklaren door een groter aantal receptoren in zulke lichaamsdelen. In plaats daarvan ligt de oorzaak in synaptische verbindingen bij de hersenstam. De onevenredige breinrepresentatie van gevoelige versus niet-gevoelige huid ontstaat bovendien pas later in de ontwikkeling. Dat schrijven onderzoekers van Harvard Medical School 12 oktober in Cell na onderzoek bij muizen. Het klassieke beeld van de somatosensorische homunculus, het menselijke poppetje met cartoonesk grote vingers en lippen geprojecteerd langs de hersenschors, geldt ook voor andere zoogdieren. Over het algemeen komt het onderscheid tussen gevoelige en minder gevoelige lichaamsdelen overeen met kale en behaarde huid. Bij muizen is de concentratie sensorische zenuwen in zulke kale huid zo’n drie keer hoger dan bij behaarde huid, laten de Harvard-onderzoekers zien. Voor jonge muizen blijkt die hogere dichtheid evenredig met de representatie van het lichaamsdeel in de somatosensorische cortex, maar bij volwassen muizen bij lange na niet.
SYNAPSEN
Om uit te vinden waar dit verschil vandaan komt kijken onderzoekers naar het gebied waar sensorische neuronen in eerste instantie aankomen: de hersenstam. Daar blijkt de oververtegenwoordiging van gebieden met kale huid al te bestaan. Vervolgexperimenten laten zien dat de sensorische neuronen van kale huid meer synapsen vormen in de hersenstam dan die uit behaarde huid – althans, bij volwassen muizen. De connecties die deze synapsen vormen blijken bovendien sterker.
Ook bij muizen die geen tactiele stimulatie konden krijgen ontstaat de oververtegenwoordiging van gevoelige lichaamsdelen. Kennelijk zorgt het huidtype zelf voor de totstandkoming van dit fenomeen gedurende de ontwikkeling, zo suggereren de Harvard-onderzoekers. Behalve fundamenteel begrip, hopen ze met hun onderzoek uiteindelijk bij te dragen aan therapieën voor neuronale ontwikkelingsstoornissen waar de connectie tussen tastreceptoren en het brein is aangedaan.
PERCEPTIE
‘Erg interessant onderzoek’, vindt Umberto Olcese, die bij de Universiteit van Amsterdam onderzoek doet naar onder meer neurofysiologie van perceptie. ‘Ze laten heel overtuigend zien dat het aantal receptoren niet de belangrijkste factor is voor de oververtegenwoordiging van bepaalde lichaamsdelen in het brein, maar dat het in de eerste synaps bij de hersenstam zit. Het scala aan (state of the art-) technieken dat ze hiervoor gebruiken is indrukwekkend, vanuit een mooie samenwerking van verschillende velden binnen de neurobiologie. Het is verder vooral een observatie wat ze laten zien, het onderliggende mechanisme blijft nog onbekend. Dat zou denk ik een interessante stap zijn voor vervolgonderzoek.’