De hersens werden in 7400 flinterdunne plakjes gesneden.
In het onderzoekscentrum Jülich in Duitsland is opname van hersenen gemaakt die zo’n 50 keer gedetailleerder zou zijn dan nu voorhanden hersenplaatjes. De hersens van een 65-jarige (uiteraard overleden) werden daartoe in 7400 van 20 micrometer (1 µm = 0,001 mm) flinterdunne plakjes gesneden. Die werden elk afzonderlijk gescand en uit die 7400 beelden werd een ruimtelijk plaatje gemaakt.
Bron: Der Spiegel
De Russische internetmiljonair Dmitri Itskov wil robots maken met een, digitale, menselijke geest. Op een symposium in New York presenteerde hij zijn avatarplan dat dat doel zou moeten verwezenlijken.
Aan het symposium, een initiatief van Itskov, werd deelgenomen door een groot aantal wetenschappers en een paar robots. Vooral de presentatie van de Japanse onderzoeker Hiroshi Ishiguro, die een levensechte kopie van zichzelf op het podium het woord liet doen, dwong bewondering af. Hij vroeg zich af of onsterfelijkheid wenselijk is en, als het antwoord ‘ja’ is, wat de beste manier is om dat doel te bereiken.
Itskov (32) vindt verrichtingen van wetenschappers als Ishiguro niet ver genoeg gaan. Hij wil een beweging tot stand brengen die eendrachtig werkt aan een gemeenschappelijk doel, gesteund door overheden en de Verenigde Naties. “We bevinden ons in een tijd waarin technologie de menselijke evolutie kan beïnvloeden. Ik wil dat we de toekomst vormgeven, ter discussie stellen en scenario’s vermijden die de mensheid zouden kunnen schaden.”, zei hij volgens de Volkskrant.
In 2020 moeten mensen in staat zijn robots van afstand, met behulp van gedachten, te besturen. Onlangs heeft een experiment van de universiteit van Minnesota laten zien dat een vliegtuigje met gedachten is te besturen. In 2025 zou het menselijk brein moeten worden getransplanteerd naar een kunstmatige omgeving, een soort robotprothese ter vervanging van een stervend lichaam. In 2035 zou de techniek dan zo ver moeten zijn dat de menselijke geest een op een is om te zetten in een digitaal equivalent. In 2045 zouden kunstmatige breinen onstoffelijke, holografische lichamen moeten kunnen besturen.
Niet iedereen op de conferentie slikte het verhaal van Itskov als zoete koek.
Aartsbisschop Lazar Puhalo van de Orthodoxe Kerk in Amerika, die een wetenschappelijke achtergrond heeft in neurobiologie en natuurkunde, had grote twijfels. “Veel van wat we hier bespreken, is onmogelijk.”
Itskov erkent dat zijn ideeën een deel van het menselijke wezen in de weg staan, maar volgens hem is het dat waard. ‘Bij alles wat we ondernemen, raken we altijd iets kwijt’, zei hij. ‘We moeten altijd een prijs betalen.’
Bron: De Volkskrant
Kirsty Spalding van het Karolinska-instituut in Stockholm
Een overigens verderfelijk menselijk product als de atoombom blijkt toch nog ergens goed voor te zijn. Al jaren speelt de discussie of wij mensen gedurende ons leven nieuwe hersencellen aanmaken. Zeer lang is gedacht dat dat niet zo was, al waren er van diverse kanten aanwijzingen dat het wel eens anders zou kunnen zijn. De discussie is leuk geweest. Het lijkt nu wel onomstotelijk dat hersens ook gedurende ons leven nieuwe cellen aanmaken, zij het in een klein deel van onze hersenen, zo heeft Kirsty Spalding van het Zweedse Karolinska-instituut gevonden. Die celverversing komt met name voor in de hypocampus.
Wat heeft die atoombom daar nu mee te maken? Simpel. Een atoombom verspreidt straling, onder meer, in de vorm van deeltjes zoals de instabiele koolstofisotoop C-14. Omdat cellen (ook) koolstof uit de atmosfeer integreren in hun DNA is te bepalen of er sedert de geboorte nieuwe hersencellen worden aangemaakt. In de jaren ’50 en ’60 zijn veel bovengrondse kernproeven gehouden, tot die abrupt in 1963 stopten. In die periode moeten cellen dus een hogere dosis C14 bevatten dan in de jaren ervoor of erna en dat geldt dus ook voor nieuw aangemaakte cellen.
Dat hersenen ook tijdens de volwassenheid nieuwe cellen produceren was al in 1998 ontdekt (ook in Zweden), maar de onderzoeksmethode bleek te riskant en die proef is nooit meer herhaald. De uitslagen van deze proeven zijn daardoor nooit bevestigd. Vandaar dat de discussie bleef. Wel bleek uit dierstudies dat in het gebied van de hypocampus, verantwoordelijk voor geheugen en voor leren, zich nieuwe cellen vormden tijdens het leven van de dieren.
Spalding en haar medewerkers hebben lang gesleuteld aan de ouderdomsbepalingsmethode aan de hand van het C14-gehalte. Die methode werd gebruikt voor het bepalen van de ouderdom in forensisch onderzoek en voor het bepalen van, bijvoorbeeld, de omzettingsgraad van vetcellen, maar voor het bepalen van de leeftijd van hersencellen was de methode te onnauwkeurig. Spalding is vijf jaar bezig geweest om een methode te ontwikkelen de ruwweg 20 miljoen neuronen van de gyrys dentatus (oftewel getande winding; onderdeel van de hypocampus) te isoleren van de hypocampus-cellen en die te ontdoen van hun DNA. De volgende vijf jaar besteedde ze aan het ontwikkelen van manieren om het gewonnen materiaal te prepareren en aan het bepalen van het C14-gehalte met behulp van deeltjesversnellers.
Na al die soms wat frustrerende voorarbeid werd besloten in het diepe te springen met de hersens van 55 overledenen (die daarvoor toestemming hadden gegeven). De extractie van het DNA gebeurde in Zweden. Het C14-gehalte werd bepaald door het Lawrence Livermore-instituut in de VS. Op basis van een wiskundig model berekende Spalding vervolgens aan de hand van de meetresultaten de vernieuwingsgraad van de hersencellen. Zij kwam tot de conclusie dat eenderde van de hypocampus-cellen regelmatig wordt ververst: gemiddeld 1400 nieuwe cellen per dag.
De Duitse neurowetenschapper Gerd Kempermann stelt dat de uitkomst van Spaldings onderzoek een spectaculaire bevestiging is van de proefneming in 1998. “Het lijkt er op of hiermee de zaak is beslist”, zegt hij in Science.
Kempermann stelt dat zijn en andere onderzoeken bij muizen doen vermoeden dat nieuwe hersencellen een bepaalde functie hebben. Te denken valt aan het onderscheid maken tussen twee zaken in eenzelfde categorie of het vergelijken van nieuw geleerde dingen met reeds opgeslagen kennis. Andersom is het echter ook heel goed mogelijk dat het vernieuwen van hersencellen helemaal niet zo belangrijk is. De overlevingskans van mensen wordt niet zo zeer bepaald door de hoeveelheid nieuw aangemaakte cellen, maar juist door het vermogen oude hersencellen ‘geladen’ met kostbare ervaring levenslang te bewaren, is dan de redenering. In vergelijking met vissen, reptielen en vogels hebben mensen maar een zeer beperkt vermogen nieuwe hersencellen aan te maken en dan nog in een klein gebied. Het zou eerder de vraag zijn waarom de mens dat, beperkte, verversingsvermogen nog steeds heeft.
Bron: Science
Getooid met een badmuts met 64 EEG-elektroden is Brad Edelman, student aan de universiteit van Minnesota, in staat met zijn gedachten (hersensignalen) een helicoptertje te besturen. Het vliegtuigje gaat naar links als Edelman dat wil, vliegt door ballonringen of blijft hangen. Het door gedachten bestuurde vliegtuigje is het resultaat van een onderzoek van Bin He, die zich toelegt op, onder meer, de communicatie tussen hersenen en computers.
Al eerder was het gelukt een 58-jarige Amerikaanse dwarsleasiepatiënte via een in de hersens geïmplanteerde elektrode zelfstandig, dat wil zeggen via haar gedachte en een robotarm, koffie te laten drinken. Zo’n geïmplanteerde chip is natuurlijk geen echte oplossing. Edelman hoeft alleen maar een ‘badmuts’ op te zetten en via een computer kan hij het vliegtuigje besturen.
Het ging niet perfect. Met de hand bestuurd konden de studenten door 12 ballonringen vliegen, met de hersens bestuurd maar door 3. De hand blijft vaster. Bin He wil zijn vinding gebruiksklaar maken voor verlamde patiënten die dan via hun hersensignalen huishoudrobots of robotarmen zouden kunnen besturen.
Bron: bdw
De darmflora, zo een tot twee kilo bacteriën in onze darmen, is niet alleen behulpzaam bij het verteren van ons voedsel, maar heeft ook invloed op ons afweersysteem. Het kan nog gekker. Bij muizen bleek hun darmflora van invloed is op hun gedrag: een andere darmflora gaf een ‘andere’ muis te zien. Dat werkt ook bij mensen, zo beweren onderzoekers van de universiteit van Californië in Los Angeles en van het Franse bedrijf Danone in een, al wat belegen, artikel in het wetenschapsblad Gastroentrology van maart 2013. De proef werd gehouden onder 36 vrouwen (tussen de 18 en 55 jaar), die daar vrijwillig aan deelnamen. Eenderde kreeg gedurende vier weken, naast hun normale voeding, gewone yoghurt, eenderde yoghurt met probiotica en de rest niets. De hersens van de vrouwen werden voor en na de proef in een mri-scanner ‘doorgelicht’; in ontspannen toestand en na het zien van foto’s met emotionele gezichtsuitdrukkingen. De probiotica-vrouwen vertoonden een vermindering van de cortex-activiteit. Dit hersendeel, de hersenschors, speelt een rol bij het verwerken van emoties. Bij de vrouwen die geen probiotica hadden geconsumeerd was de cortex actiever of reageerde hetzelfde als voor de proef.
De omgekeerde weg is al eerder aangetoond: de invloed van hersenen op de spijsvertering. Mensen die onder spanning leven hebben vaak een slechtere spijsvertering dan de gelijkmatigen.
Bron: Futura-Sciences (foto © Saad Faruque)
Vijf meisjes van groep negen van een basisschool in het Deense Hjallerup (Noord-Jutland) hebben via een simpele proef aannemelijk gemaakt dat elektromagnetische straling van wifi-routers negatief effect heeft op de groei van planten. Eigenlijk wilden ze onderzoeken of het mogelijk is dat de straling van mobiele telefoons effect heeft op hun concentratievermogen. Ook zou die straling verantwoordelijk kunnen zijn voor hun slaapproblemen. De meisjes hadden geen mogelijkheid dat uit te zoeken en verzonnen toen de proef met de routers (twee, omdat ze dachten dat die evenveel straling afleveren als een mobieltje) en tuinkerszaad. Ze maakten 12 schaaltjes met tuinkerszaad en zetten zes daarvan in een ruimte met de wifi-routers en zes in een ruimte zonder. Na twaalf dagen bleken de ‘wifi-loze’ zaadjes zich ontwikkeld te hebben tot mooie groene kiempjes, terwijl de ‘wifi-zaadjes’ nauwelijks tot niet ontkiemd waren. Verschil in warmte zou het verschil in groei niet kunnen verklaren, omdat, volgens biologielerares Kim Horsevad, de schaaltjes in beide kamers even vochtig werden gehouden, terwijl de temperatuur thermostatisch werd geregeld. Het blijkt dat eerder onderzoek aan de Universiteit Wageningen al het vermoeden heeft doen rijzen dat elektromagnetische straling van routers niet goed is voor planten.
Het onderzoek van de vijf meisjes heeft internationaal de aandacht getrokken. Prof. Olle Johansson van het Zweedse Karolinska-intituut, die zich bezig houdt met hersenonderzoek, heeft volgens de Amerikaanse tv-zender ABC plannen de proef te herhalen.
Bron: ABC News
Onderzoek aan de universiteit van Duisburg-Essen schijnt aannemelijk gemaakt te hebben dat mensen robots, bijna, net zo emotioneel bejegenen als medemensen. Bij het zien van beelden van mishandelingen van robots en die van mensen, reageerden de hersenen van proefpersonen (bekeken via een mri-scanner) nagenoeg gelijk. ‘Mishandelingen’ van dode voorwerpen, anders dan robots, deden de proefpersonen niets. 
“Een deel van het robotonderzoek is tegenwoordig gericht op de ontwikkeling van robots die een langdurige relatie met zijn gebruiker zullen hebben”, zegt onderzoekster Astrid Rosenthal-Von der Putten, die haar verhaal voordroeg op het jaarcongres van de International Communication Association in Londen. Robots zouden ouderen en gehandicapten in de toekomst hand- en spandiensten kunnen gaan leveren. Dan is het natuurlijk wel aardig dat zo iemand met de ‘man van staal’ uit de voeten kan.
Overigens is het onderzoek maar bij 40 proefpersonen uitgevoerd, van wie slechts bij 14 de hersens werden ‘doorgelicht’. Dat hoeft niet te betekenen dat de uitslag onzin is, maar een slag om de arm is gewenst. Alhoewel, dat elektronische Japanse huisdiertje bleek ook in staat grote emoties bij die ‘emotieloze’ Aziaten te kunnen opwekken….
Bron: Scinexx.de
In Amerika hebben ze grootse plannen om de raadselen van de hersenen op te lossen en ook Europa wil op dat terrein niet achterblijven. De doelen zijn ambitieus, maar voorlopig weten we eigenlijk nog maar verrekt weinig van dit edele orgaan. Het kost ons zelfs moeite om een goed beeld te krijgen van werkende hersens.
Bij de Stanford-universiteit in Amerika hebben ze volgens de New York Times een techniek ontwikkeld om, dode, hersens doorzichtig te maken met een hydrogel. De onderzoekers noemen hun techniek Clarity, helderheid. Met behulp van die truc kan de hele fijne structuur tot op celniveau worden bekeken, zonder de hersens aan stukken te hoeven snijden.
Hersens zijn normaal niet doorzichtig. Dat komt door de in de hersens aanwezige lipiden, vetachtige stoffen. Nu zou je die lipiden kunnen verwijderen, maar dan valt het hele boeltje uit elkaar: lipiden maken ook deel uit van de celmembranen. Vandaar dat de onderzoekers een truc hebben gebracht: hydrogels erin, voor het bewaren van de structuur, en de lipiden er vervolgens uit. Het resultaat (zie filmpje): een fraai doorzichtig stel hersens (in dit geval muizenhersens).
Kwanghun Chung, hoofdauteur van het artikel dat over Clarity in Nature verschijnt, wil in een nieuw op te richten lab de techniek verfijnen. De techniek werkt overigens niet alleen bij hersens. Ook het hart, de lever en de longen is met deze techniek doorzichtig te maken.
Nagekomen: Ik lees net bij Wire dat een muis microledjes in zijn hersens heeft gekregen om zijn gedrag te beïnvloeden. Dat vind ik nou vooruitgang…
Bron: New York Times/Stanford-universiteit
Het is lastig in hersens te kijken, vooral als ze nog toebehoren aan een bewegend, levend wezen. In het Amerikaanse Brookhaven National Laboratory, onderdeel van het ministerie van energie, is een methode ontwikkeld om met behulp van licht en scheikunde, indirect, de hersenactiviteit van levende en bewegende dieren te bekijken. Daarbij wordt de hulp ingeroepen van lichtgevoelige eiwitten, die bepaalde cellen stimuleren die op hun beurt weer met behulp van de PET-techniek en een radioactieve stof kunnen worden ‘gelezen’. Daarmee zou, volgens een publicatie in Journal of Neuroscience, nu direct kunnen worden bekeken hoe bepaalde processen in de hersenen verlopen, zo meldt sciencedaily.com.
Panayotis Tanos van Brookhaven National Laboratory
Zo’n techniek komt van pas bij de bestudering van bepaald, specifiek gedrag, maar ook van door ziekte aangetaste hersenen. De gedachten gaan dan ook meteen uit naar de ziekte van Parkinson of Alzheimer. Met deze techniek is ook te bekijken hoe medicijnen uitwerken of hoe narcotica de hersenen beïnvloeden, zo is het idee.
Volgens hoofdauteur Panayotis Thanos, een neurowetenschapper verbonden aan het Amerikaanse instituut voor alcoholisme, combineert de techniek de recente ontwikkelingen op het gebied van optogenetica, waarbij licht en lichtgevoelige eiwitten worden gebruikt voor het aansturen van hersencellen, met de door Brookhaven gebruikte ‘historische’ techniek van het volgen radioactief gelabelde stoffen met behulp van de PET-techniek.
Onproblematisch is de techniek niet. Op de een of andere manier moet er licht in de hersens gebracht worden en de PET-opnames vereisen een stilliggende ‘patiënt’. De onderzoekers gebruikten een gemodificeerd virus om het lichtgevoelige eiwit in bepaalde hersencellen van een rat te brengen. Door lichtstimulering via een glasvezel kon, via een radioactieve stof (18-fluordesoxyglucose, die als celbrandstof dienst moest doen in plaats van het natuurlijke glucose) de activiteit van het bedoelde hersengebied bekeken worden. De PET-scan wordt weliswaar gemaakt onder verdoving, daarvoor moet de rat stilliggen, maar omdat het radioactieve 18-FDG werd ingespoten terwijl het beestje nog ronddarde, zou de scan een beeld geven van wat er in die dartele toestand met die hersencellen gebeurde.
Het onderzoek richtte zich vooral op dat deel van de hersenen dat gevoelig is voor beloning en daarom ook van interesse voor het verslavingsonderzoek, de nucleus accumbens, maar dat heeft natuurlijk alles te maken met de interesses van Thanos.
Bron: sciencedaily.com
Het is mooi dat beeld van wetenschap als weg naar de waarheid, maar daar zit een hoop onbruikbare rommel tussen. Aan de universiteit van Bristol (de universiteit van wat?) heeft Kate Button met de hulp van andere onderzoekers van, onder meer, Oxford en Stanford, onderzoek gedaan naar de betrouwbaarheid van zo’n 50 wetenschappelijke neurowetenschappelijke artikelen en daar in het blad Nature verslag van gedaan. De resultaten van haar studie vielen niet mee. De meeste artikelen hebben een ‘zeggingskracht’ van maar 20%. Dat wil zeggen dat kans op het keihard aantonen van het bestudeerde effect 1 op de 5 is. Dergelijke artikelen hebben weinig wetenschappelijke waarde en vaak worden op basis van die magere onderzoeken uitspraken gedaan die meestal kant noch wal raken, zo meldt Eurekalert.
Die slechte resultaten hangen vaak samen met het lage aantal onderzochte gevallen en/of het geringe effect van het onderzochte fenomeen. Button: “Men wil de betrouwbaarheid van wetenschap verhogen. We hebben gekeken naar neurowetenschappelijke literatuur en kwamen op een kans van gemiddeld 20% dat de bestudeerde effecten ook daadwerkelijk werden waargenomen, zelfs als die effecten er wel degelijk zijn. (…) Dat betekent dat veel studies geen uitsluitsel geven over de vragen die uitgezocht werden en dat veel uitspraken op basis van de onderzoeksresultaten onjuist of onbetrouwbaar zijn.” Volgens de studie zou met kleine veranderingen met betrekking tot methodologie en transparantie al veel ten goede te keren te zijn. Zo zou betere samenwerking het probleem van de te kleine aantallen bestuurde gevallen kunnen ondervangen. Of dat strookt met de overal heersende publicatiedwang voor wetenschappelijke onderzoekers is dan wel weer de vraag.
Bron: Eurekalert