Categorie archieven: hersens

Slaap blijkt toch ergens goed voor te zijn

Geplaatst op door
Beantwoorden

Diepe slaapAl vrij lang worstelen wetenschappers met de vraag waarom we eigenlijk slaap nodig hebben. We moeten rusten om onze systemen de kans te geven te herstellen, dat is duidelijk, maar dat zouden we ook kunnen doen door in een stoel te gaan zitten en een beetje dom voor ons uit te staren. Toch blijkt dat mensen niet zonder slaap kunnen. Het schijnt dat Amerikaanse onderzoekers nu een eerste stevig argument hebben waarom we slapen: tijdens de slaap worden onze hersenen ‘schoongespoeld’. Lees verder →

Peuterhersens veranderen niet door taalverwerving

Geplaatst op door
Beantwoorden

Myeline De hersenstructuur van jonge kinderen verandert niet of nauwelijks door taalverwerving. Dat is de conclusie van onderzoekers van de Amerikaanse Brown-universiteit en het Engelse King’s College. Ze publiceerden hun bevindingen in de Journal for Neuroscience. Als peuters beginnen met praten leidt dat in hersengebieden voor taal niet tot het ontstaan van nieuwe hersenstructuren. Lees verder →

‘Remmer’ enzym PERK stopt degeneratie muizenhersens

Geplaatst op door
Beantwoorden
GSK2656157-molecuul

Is de met GSK2656157 aangeduide verbinding de in dit artikel aangeduide geheimzinnige stof? (afb: Medicinal Chemical Letters)

Met de ontdekking van een chemische stof die het afsterven van hersencellen voorkomt is er enige hoop ontstaan om ooit een geneesmiddel/-wijze te ontwikkelen voor ziektes als die van Alzheimer, Parkinson en Huntington. Voorlopig is daar nog geen sprake van, maar onderzoekers van de universiteit van Leicester hebben het bij muizen voor elkaar gekregen het afsterven tegen te gaan. Het zou voor het eerst zijn dat dat aftakelingsproces in de hersenen is gestopt in dierproeven. Lees verder →

Een kunstbeen sturen met je gedachten

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een Amerikaanse man heeft een kunstbeen aangemeten gekregen dat hij met zijn gedachten kan sturen. Dat is mogelijk door de zenuwen in de beenstomp zijn verbonden met het sturingscircuit van de prothese. De man schakelt nu eenvoudig over van wandelen naar een trap beklimmen en hij schijnt met dat been zelfs een balletje te kunnen trappen.

Lees verder →

Er blijkt nog leven onder de nullijn in de hersens

Geplaatst op door
Beantwoorden

Er blijkt nog ‘leven’ te zijn onder de ‘nullijn’ van de hersens. Als een elektroencefalogram geen signaal meer geeft, dan zou je kunnen denken dat de hersens niet meer actief zijn. Niet dus, zo blijkt uit onderzoek van de Canadese universiteit van Montréal en van het Koningin Maria-ziekenhuis in Roemenië. Die tot nu toe onzichtbare hersenactiviteit hebben de onderzoekers Nu genoemd naar de Griekse letter ν.

Hersenactiviteit in coma

Activiteit van de hersenschors (Cx) en de hippocampus (Hipp) in diep coma (afb.: Plos One)

Lees verder →

“Canabis geen soft drug”

Geplaatst op door
Beantwoorden

Cannabis zou een ongevaarlijke zinsbegoochelaar zijn, maar volgens het Franse webblad Futura-Sciences is dat een mythe. Die mythe zou onderuit gehaald zijn door een metastudie van onderzoekers van de universiteit van Montréal. De studie is gepubliceerd in het blad Neuropharmacology. Niet alleen zou cannabis een opstap zijn naar zwaarder spul, maar de nark is ook verantwoordelijk voor tal van veranderingen in de hersenen en kan zelfs, zoals al vaker is beweerd en ook tegengesproken, leiden tot psychoses .Hasjhersens
Volgens de onderzoekers bestaat er een verband tussen het gebruik van hasj en de comsumptie van hard drugs, evenals een verband tussen hasjgebruik en psychoses zoals schizofrenie. Cannabis werkt op chemische stoffen die voorkomen in de hersenen, met name die geassocieerd zijn met leren, beloning, motivatie, het beslisproces, de gewenning en de motoriek. “Omdat de structuur van de hersenen tijdens de puberteit snel verandert, zal het gebruik ernstige gevolgen hebben voor het gedrag op latere leeftijd”, zegt Didier Jutras-Aswad, een van de auteurs.
De onderzoekers baseren hun mening op 120 onderzoeken. Ze stellen dat de risico’s mede afhankelijk zijn van genetische factoren, de mate van gebruik en van de leeftijd. Omdat het eerste gebruik eerder aan het begin dan aan het eind van de puberteit plaatsvindt, zou het effect van cannabisgebruik wel eens ernstiger kunnen zijn voor de geestelijke toestand, de schoolresultaten en de normale ontwikkeling tot volwassen dan tot nu toe vermoed, stellen de onderzoekers. Overigens zal ook volgens hen deze studie niet het definitieve antwoord zijn op de vraag wat cannabis met iemand doet. “Het is wél duidelijk dat cannabis niet ongevaarlijk is voor de hersenen van pubers, zeker niet als die daar genetisch of psychologisch vatbaar voor zijn.”

Bron: Futura Sciences

Hersenen groeien in kweekbak

Geplaatst op door
Beantwoorden

MinihersensHet is alsof sedert zowel de VS als de EU vrij wat geld hebben/heeft uitgetrokken voor onderzoek om ons ingewikkeldste orgaan, de hersenen, te doorgronden, er een constante stroom van onderzoeksnieuws over hersenen is ontstaan. Vreemd is dat natuurlijk niet, want, tenslotte, ook bij de wetenschapper en zijn instituut moet er brood op de plank. In Wenen hebben onderzoekers, uitgaande van stamcellen, voor het eerst menselijke hersenen ‘gemaakt’; of eigenlijk minihersens met ‘afdelingen’ die ook normale hersens hebben zoals de cortex, hippocampus en soms zelfs netvliezen. De minihersens stellen onderzoekers in staat de ontwikkeling van hersens te bestuderen. Voor dergelijke studies worden meestal muizenhersenen gebruikt, maar de hersens van mensen zijn zo verschillende van die van dieren dat dergelijk onderzoek slechts een groffe indicatie geeft van hoe hersenen in elkaar steken. “Muismodellen werken niet,” zegt Jürgen Knoblich instituut voor moleculaire biologie (IMB) in Wenen.
Om ‘hun’ hersens te laten groeien begonnen Knoblich en zijn medewerkers met pluripotente stamcellen en zetten die cellen op een voedingsbodem nodig voor de ontwikkeling van hersens. Eerst ontwikkelde zich een weefsellaag die op den duur zou kunnen uitgroeien tot het zenuwstelsel van een embryo. Het weefsel werd ‘verpakt’ in een gel dat als geraamte diende voor de ontwikkeling van een driedimensionale structuur. Binnen een maand hadden de stamcellen zich ontwikkeld tot hersenachtige ‘organoïden’ met een doorsnee van 3 à 4 mm met structuren die overeenkomen met die welke in hersenen voorkomen. “Als je de cellen de juiste voeding geeft, dan hebben die een verbazingwekkend vermogen tot zelforganisatie”, zegt IMB-medewerker Madeline Lancaster. Overigens in geen van de minihersens die er ‘gemaakt’ werden, vielen kleine hersenen te ontdekken. Dus de minihersens waren nooit compleet. Er werd wel hersenactiviteit gedetecteerd, maar de onderzoekers willen gezegd hebben dat dat niet betekent dat er een bewustzijn is.
Het nieuwe hersen’model’ heeft al nieuwe inzichten opgeleverd over wat er mis kan gaan bij de ontwikkeling van hersens. Om, bijvoorbeeld, het fenomeen van onvolgroeide hersens (=microcefalie) te kunnen bestuderen, zijn cellen gebruikt afkomstig van iemand met die afwijking. Een tijdlang delen de stamcellen zich in nieuwe stamcellen om in aantal te groeien. Na een tijdje begint de differentiatie met de ontwikkeling van neuronen, een zogeheten asymmetrische celdeling. Bij microcefalie vonden de onderzoekers dat de periode van stamceldeling korter duurde dan normaal. Dat leidt uiteindelijk dus tot kleinere hersenen. Dat kleinere aantal neuronen had iets van doen met een eiwit (CDK5RAP2). Als dit eiwit aan de voeding van de hersens-in-wording werd toegevoegd, nam het aantal gevormde neuronen toe.
Op het ogenblik zijn de gevormde minihersens zo groot als die van een foetus in de eerste ontwikkeling. Om die te laten uitgroeien tot volwassen hersens zijn ook bloedvaten nodig. Die zouden ook uit de oorspronkelijk stamcellen moeten voortkomen, maar dat is een veel lastiger proces dan de pure ontwikkeling tot hersencellen. Als de onderzoekers dat voor elkaar krijgen dan hebben ze het ideale studiemateriaal voor hersenonderzoek, maar zo ver is het nog (lang) niet.
Bewustzijn (wat dat ook moge wezen) zouden die (dus) niet kunnen hebben, benadrukken de onderzoekers. Knoblich: “De complexe activiteiten voor hogere hersenfuncties kunnen ze niet aan.” Hoe hij dat weet is niet duidelijk. Tenslotte heeft hij alleen nog maar iets in de buurt foetale hersens laten groeien. Dat is natuurlijk al heel wat, maar op basis daarvan uitspraken te doen over het al of niet hebben van een bewustzijn, lijkt me wat voorbarig.

Bron: New Scientist (foto: New Scientist)

Ik stuur jouw vinger met mijn gedachten

Afbeelding

Beantwoorden
Hersencommunicatie

Links de ‘zender’ Rao, rechts de onvrijwillige ontvanger, Andrea Stocco, die het commando ‘vuur’ van de ontvanger onvrijwillig uitvoert. (foto: univ. v. Washington)

Onderzoekers van de universiteit van Washington hebben, naar verluidt, voor het eerst via ‘denkkracht‘ een vinger laten bewegen; niet de eigen vinger maar de vinger van een collega in een andere kamer. De hersensignalen werden via internet (Skype) van de een op de ander overgebracht. Rajesh Rao, een van de twee onderzoekers, speelde een computerspel met ‘denkkracht’: zijn hersensignalen werden gebruikt om, via een met elektroden uitgeruste ‘badmuts’, een stip in een computerspel over het scherm te bewegen. Op het moment dat de stip in een cirkel terechtkwam gaf hij met zijn hoofd het commando ‘vuur’. Zijn collega Andrea Stocco, voorzien van een ‘badmuts’ met een magnetische hersenstimuleringsspoel boven de linker motorische schors (het hersendeel dat verantwoordelijk is voor bewegingen), drukte op de knop, zonder dat zijn hersenen daar opdracht toe hadden gegeven. “Internet is er om computers te verbinden. Wij hebben er hersens mee verbonden,” zegt Stocco. “We willen weten wat er in hersens gebeurt door direct informatie van de een naar de ander te versturen.”
De ‘badmuts’ van Rao was dezelfde als die gebruikt wordt voor het maken van een EEG. Stocco droeg een paarse muts met een magnetische hersenstimuleringsspoel. Hij kon het scherm van Rao niet zien. Stocco onderging de ‘opdracht’ van Rao om te ‘vuren’ als een zenuwtic.  “Het was zowel opwindend als irritant.” Rao: “Dit was eenrichtingsverkeer. De volgende stap is tweerichtingsverkeer tussen twee hersenen.”

Proefopzet hersencommunicatie

De proefopzet. De ‘denkkracht’ van de zender, een EEG, wordt opgenomen. Als het commando ‘vuur’ wordt gegeven, wordt het signaal doorgegeven naar een hersenstimulator op het hoofd van een ontvanger, die vervolgens ook ‘schiet’ (foto: universiteit van Washington).

Dat is allemaal leuk, maar waar zou dat goed voor kunnen zijn? Stocco denkt dat de hersen-/hersencommunicatie zou kunnen helpen in een situatie waarin een piloot onmachtig is te handelen en de verkeersleider dat voor hem/haar doet via hersencommunicatie. Hoe die hersenen dan moeten communiceren is mij een raadsel of moeten we in de nabije toekomst allemaal een ‘badmuts’ op met internetverbinding? Stocco denkt ook dat mensen die elkaars taal niet spreken zo toch, heel beperkt, kunnen communiceren. Beide onderzoekers gaan nu proberen om ingewikkelder informatie over te brengen. Bel me als je iets nuttigs gevonden hebt…

Bron: Universiteit van Washington.

Bewustzijn is simpel meetbaar

Geplaatst op door
Beantwoorden

bewustzijnsmeting Het is soms onmogelijk vast te stellen of iemand bij bewustzijn is of niet. In de klinische praktijk beoordelen artsen het bewustzijn op basis van het vermogen van een patiënt om te reageren op prikkels en opdrachten als “knijp in mijn hand” of “open je ogen”. Patiënten met ernstige hersenbeschadigingen kunnen echter wel bewust zijn maar toch niet in staat zijn om te reageren, gewoon omdat ze de vraag niet begrijpen of omdat ze volledig verlamd zijn.
Onderzoek van groep neurologen van, onder meer, de comagroep van universiteit van Luik, heeft een relatief simpele methode opgeleverd waarmee de mate van bewustzijn in één enkel cijfer is uit te drukken, ongeacht de bewustzijnstoestand van de patiënt (diepe slaap, coma of algehele verdoving). In deze benadering krijgen de hersenen een magnetische puls. Het elektrisch signaal dat de hersenen daarop genereren word gemeten (er wordt een EEG gemaakt). Dat EEG wordt gecomprimeerd met soortgelijke wiskundige methodes als die worden gebruikt bij het ‘samendrukken’ van digitale bestanden op een computer. Uit de mate van compressie valt dan een getal te berekenen dat, in principe, tussen de 0 en de 1 ligt: hoe meer hersenactiviteit er is, hoe minder dat lukt. 0 zou hersendood betekenen, 1 een hyperactief brein. Het getal, de zogeheten perturbatiecomplexiteitsindex (PCI), is dan een maat voor de hersenactiviteit (in feite dus omgekeerd aan de samendrukbaarheid van het EEG). Ergens bij 0,3 hebben de onderzoekers de grens getrokken tussen al of niet bij bewustzijn.
De techniek is op 20 mensen uitgeprobeerd die een of andere hersenbeschadiging hadden. Patiënten in de vegetatieve toestand (wakker maar niet bij bewustzijn) scoorden laag (tussen 0,19 en 0,31). Patiënten die uit een coma waren gekomen hadden wat hogere scores. Twee patiënten hadden een locked-insyndroom: hun geestelijke vermogens zijn normaal, maar ze kunnen zich maar zeer beperkt uiten via, bijvoorbeeld, het knipperen met de oogleden. Hun score lag op 0,51 en 0,62; in dezelfde ordegrootte als de wakkere mens.
Op de webstek van Science valt te lezen dat de methode een stap vooruit betekent om het bewustzijnsniveau te bepalen, maar dat het pas een begin is. Er is nog steeds een overlap tussen mensen met een minimaal bewustzijn en mensen die daar net uit zijn gekomen, maar nog gedesoriënteerd zijn en beperkt kunnen communiceren. Dat onderscheid is van belang voor artsen om te bepalen of het zin heeft met de patiënt via simpele tekens te communiceren. Hoe dan ook wordt de nieuwe techniek als een stap in de goede richting gezien.

Bron: AlphaGalileo

Supercomputer simuleert 1 s activiteit van een stukje hersens

Geplaatst op door
Beantwoorden
K-supercomputer

K-supercomputer in Okinawa (univ. v. Okinawa)

Japanse wetenschappers hebben hebben met behulp van een K-supercomputer een deel van het menselijk brein te gesimuleerd. Het ging om de activiteit van 1 seconde. De computer, die staat bij het Riken-rekencentrum van de universiteit in Okinawa en een van ’s werelds snelste supercomputers, simuleerde de activiteit van 1,73 miljard neuronen met ruim tien biljoen (duizendmiljard) verbindingen (in vaktaal synapsen). Mensen hebben alles bijeen zo’n 100 miljard neuronen.
De Japanse onderzoekers hebben, samen met wetenschappers van het Duitse Jülichinstituut, een hersensimulatie gedraaid waarbij een softwarepakket (NEST) gebruikt is. Hiermee werd maar zo’n 1 procent van het menselijk brein gesimuleerd.
Daarvoor waren de 82.944 processors van de computer nodig en 40 minuten rekentijd. Wat die simulatie inhoudt is uit de berichtgeving niet duidelijk. De simulatiehersenen vormden in elk geval geen gedachten of commando’s.
Niet alleen in Japan, maar ook in Europa en de VS zijn grootscheepse onderzoekprogramma’s opgezet om de geheimen van onze hersenen te doorgronden. Daarbij wordt een grote rol weggelegd voor computersimulatie, maar het is vooralsnog onduidelijk welk inzicht computersimulatie ons zal geven over hoe de hersenen functioneren. Japan werkt onder meer aan een honderd maal krachtiger supercomputer die rond 2020 in bedrijf genomen moet worden.K-supercomputer.

In Duitsland werd bekend dat onderzoekers van het Max Planck-instituut en het MIT in Boston er, met de hulp van 200 studenten, vier jaar over hebben gedaan de bijna 1000 neuronen en hun onderlinge verband van het netvlies van een muis te analyseren. Die 1000 neuronen hebben zo’n halfmiljoen onderlinge verbindingen. Het kostte de onderzoekers een maand om de gegevens te vergaren en, zoals gezegd, vier jaar om te bekijken hoe die verbanden lagen. De doorgronding van ons zenuwstelsel, met de hersens als kroon, lijkt nog ver weg.

Bron: Tweakers Net, Alpha Galileo