Google brengt stukje menselijke hersens in kaart

Celverbindingen in hersens

Verbindingen tussen hersencellen (afb: Google/Lichtmanlab)

Menselijke hersens zijn een wonder van de natuur. Het is nog nooit gelukt zich van dat complexe orgaan een beeld te vormen dat maar in de buurt komt van het echte werk vanwege het grote aantal hersencellen (miljarden) en het nog veel grotere aantal verbindingen daartussen. Nu hebben onderzoekers van, onder meer, Google en Harvard een piepklein stukje (50 000 cellen) van de hersens van een vrouw in kaart gebracht. Die 50 000 cellen zijn verbonden via 130 miljoen synapsen. Lees verder

‘Hersenachtige’ computer zou als een mens leren

Een circuit van synapstransistoren (afb: Northwestern univ.)

Onderzoekers in Hongkong en de VS zouden een ‘hersenachtig’ rekentuig hebben ontwikkeld. Dat zou in staat zijn om te leren door associëren. In het systeem worden, net als in de hersens, opslag en be-/verwerking gecombineerd en zijn niet gescheiden zoals in de hedendaagse computer. De vraag is alleen wat ik heb aan een computer die zich laat conditioneren. Lees verder

CPTX lijkt het goed te doen bij hersen- en ruggenmergschade

CPTX

Het synthetische ‘brugmolecuul’ CPTX kijkt verbroken verbindingen tussen zenuwcellen te kunnen herstellen (afb: Science)

Onderzoekers uit Japan, Duitsland het het VK hebben een verbinding gesynthetiseerd, aangeduid met CPTX, die in dierproeven goede resultaten laat zien bij hersen- en ruggenmergschade, maar ook bij Alzheimer. Het lijkt te zorgen voor het herstel van celfuncties in het zenuwstelsel. Lees verder

Ouder geheugen door teveel aan calcium

Synaps met neurotransmiters

Bij een synaps verzorgen de neurotransmitters voor het overbrengen van het signaal van de ene hersencel op de andere (afb: WIki Commons)

Mensen die ouder worden krijgen steeds meer moeite om dingen te onthouden of iets nieuws te leren. Onderzoekers rond Nick Hartell van de universiteit van Leicester denken te weten hoe dat komt: een verhoogde calciumconcentratie rond de synapsen, de verbindingen tussen de hersencellen. Als die calciumconcentratie in de hersens van bij jonge muisjes werd verhoogd ‘verouderden’ die. Lees verder

‘Hersencomputer’ blijkt onverwacht snel

'Hersencomputers'

Computers gebouwd als onze hersens (afb: IBM Research)

IBM-onderzoekers werken aan een nieuw type computer dat veel beter dan de huidige zou kunnen omgaan met de almaar wassende datastroom en met kunstmatige intelligentie. De architectuur daarvan is geïnspireerd op die van onze hersens (vandaar mijn term ‘hersencomputer’) en zou in tests de huidige computers met ki-algoritmes verre achter zich hebben gelaten in snelheid. Tot verrassing van de onderzoekers, overigens. Lees verder

Vormen ‘langlevende’ eiwitten de crux van ons lange geheugen?

Siignaaloverdracht

A – presynaptisch neuron
B – postsynaptisch neuron
1 – mitochondrion
2 – blaasje vol met neurotransmitter
3 – autoreceptor
4 – synaptische spleet
5 – neurotransmitterreceptor
6 – calciumkanaal
7 – blaasje staat neurotransmitter af
8 – neurotransmitter heropnamepomp

In de synaptische ruimtes waar twee hersencellen elkaar ontmoeten is er een constant druk verkeer van chemische en elektrische signalen. Ligt daar misschien het geheim van het geheugen, het leren? De meeste eiwitten in die synapsen worden rap weer vervangen. Onderzoekers in de VS ontdekten echter bij muizen dat sommige eiwitten weken, zo niet maanden of zelfs jaren oud kunnen worden in die synaptische ruimtes. Ligt daarin de kern van geheugen leervermogen? Lees verder

Hersens leren anders dan we dachten

Leerproces hersens zou anders werken dan tot nu toe aangenomen

Niet de synapsen maar de dendrieten zijn wezenlijk voor het leerproces (afb: Iso Kanter)

Al honderden jaren staren we ons, of althans wetenschappers, blind op dat machtige orgaan dat ons doen en laten stuurt en er voor zorgt dat we onze omgeving op verschillende manieren kunnen waarnemen en nog steeds snappen we (de wetenschappers) er niet veel van. Sedert ongeveer midden vorige eeuw gaan we (wetenschappers) er van uit dat leren een proces is waarbij verbindingen tussen hersencellen , de synapsen, een gewicht mee krijgen. Israëlische onderzoekers denken dat dat beeld niet klopt. De dendrieten, de uitlopers van hersencellen, zijn de bepalende ‘factoren’ in het leerproces, denken ze. Lees verder

Zelfgeorganiseerde zilverdraden vertonen hersenachtig gedrag

Zilveren 'hersens'

Het netwerk van zilverdraadjes, ontstaan door zelforganisatie, heeft wel wat weg van dat van hersencellen. Rechts dat zilvernetwerk op een ‘chip’ (midden) (afb: UCLA)

We weten nog steeds niet hoe ze het flikken, maar hersens verslaan de krachtigste computers op vele fronten en zijn daarbij een wonder van energiezuinigheid, zoals overigens het hele menselijke/dierlijke lichaam. Het lichaam vergt een vermogen van 80 Watt, waarvan de hersens een kwart voor hun rekening nemen. Een van de grootste en snelste computers, de K-computer in Kobe (Jap), heeft een vermogen van bijna 10 MW nodig, 10 miljoen Watt. Dat is ongeveer het vermogen dat 10 000 huishoudens nodig hebben voor hun stroomverbruik. In 2013 kostte het die energievretende computer 40 minuten om een simulatie van een seconde te maken van 1% van de hersencapaciteit. Onderzoekers in Californië denken een computer te kunnen bouwen die is geïnspireerd op het echte werk: de hersens. Lees verder

Waar worden je herinneringen opgeslagen?

Vervindingen tussen hersencellen

Verbindingen tussen hersencellen (afb: Connectoomproject)

Herinneringen, we hebben ze allemaal, maar de grote vraag is hoe die worden opgeslagen in de hersens. Wat mij persoonlijk intrigeert is dat bij ouderen de oudste herinneringen het langst stand houden. Als je ervan uitgaat dat een mens met het vorderen van de leeftijd steeds meer hersencellen verliest is dat een opmerkelijk gegeven. Herinneringen zouden vastgelegd worden door verbindingen tussen hersencellen. Doordat er steeds nieuwe herinneringen bijkomen verandert die interrelationele structuur van de hersens voortdurend. Twee onderzoekers komen nu met een nieuw idee: het geheugen is er doordat moleculen, hersencellen en synapsen zouden weten hoe laat het is. Lees verder

Tau-eiwitten ‘verstoppen’ verbindingen tussen hersencellen

Tau-eiwitten verstoren communicatie tussen hersencellen

Bij een synaps zorgen de neurotransmitters voor het overbrengen van het signaal van de ene hersencel op de andere (afb: Wiki Commons)

Tau-eiwitten zijn betrokken bij meer dan twintig hersenziektes, met inbegrip van dementie. Deze eiwitten vormen, door welke oorzaak dan ook, in sommige gevallen in hersencellen knopen, die uiteindelijk tot de dood leiden van die cellen.
Onderzoekers van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie in Leuven ontdekten dat de tau-eiwitten al hersencellen kunnen verstoren voordat ze knopen vormen. De onderzoekers rond Patrik Vertreken stellen een methode voor om in dat proces in te grijpen. Of dat echt praktisch is, is nog maar de vraag. Lees verder