Zonder dat je het doorhebt, zijn voor de simpelste bewegingen allerlei gebieden in het brein aan het werk. Wil je een stoepje opstappen? Terwijl je naar het stoepje kijkt, gaat er een signaal naar de spieren in je been, en tegelijkertijd krijg je informatie terug vanuit sensoren in je spieren en je evenwichtsorgaan.
Al deze informatie wordt tegelijkertijd verwerkt in verschillende plekken in je hersenen. Maar hoe weten deze gebieden dat ze bijdragen aan dezelfde taak? Neurowetenschappers van het Erasmus MC denken dat hersengolven in de grote hersenen hier een belangrijke rol in spelen. Zij hebben nu gevonden hoe deze hersengolven beïnvloed kunnen worden door de kleine hersenen, oftewel het cerebellum.
Meer dan rekencentrum
Nieuw onderzoek bevestigt dat de kleine hersenen meer zijn dan een rekencentrum dat input van de grote hersenen omzet in commando’s aan de hersenstam en het ruggenmerg. De kleine hersenen van muizen verwerken razendsnel informatie vanuit de zintuigen. Vervolgens gebruiken ze deze input om de samenwerking tussen gebieden in de schors van de grote hersenen te beïnvloeden. Dat schrijven wetenschappers uit Rotterdam, Amsterdam, Nijmegen en het Japanse Okinawa in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Belangrijke informatie
Hun vondst is in tegenspraak met het gangbare, meer hiërarchische idee dat de schors van de grote hersenen commando’s afgeeft naar ‘lagere’ gebieden, zoals de kleine hersenen, de hersenstam en het ruggenmerg.
Voor neurowetenschappers is dit belangrijke informatie, omdat het duidelijk maakt hoe verschillende hersengebieden gezamenlijk aan een taak werken. Ook vanuit klinisch oogpunt is het belangrijk om goed te begrijpen welke gebieden betrokken zijn bij welke taak.Dit kan bijvoorbeeld helpen om een beter inzicht te krijgen in de mogelijke gevolgen van een hersenbloeding of andere beschadiging van het brein.
De onderzoekers stimuleerden de snorharen van muizen.
Snorharen
De wetenschappers kwamen tot hun ontdekking door de hersengolven van muizen te meten in de sensorische en motorische delen van de schors van de grote hersenen. Tegelijkertijd raakten ze de snorharen aan en schakelden ze de kleine hersenen tijdelijk uit. ‘Hersengolven hebben pieken en dalen, en hersencellen zijn gevoeliger op de pieken dan op de dalen. Zulke golfpatronen zijn uitgebreid bestudeerd in de schors van de grote hersenen. Nu laten we zien dat de kleine hersenen van muizen invloed uitoefenen op de hersengolfactiviteit in de grote hersenen’, legt één van de betrokken onderzoekers, Laurens Bosman, uit.
Stoepje zonder struikelen
Bosman en collega’s ontdekten dat de kleine hersenen invloed hebben op de mate waarin sensorische en motorische gebieden in de grote hersenen functioneel met elkaar verbonden zijn. ‘De impact van de kleine hersenen blijkt niet constant te zijn, maar af te hangen van wat de muis op dat moment aan het doen is. Zo kunnen de kleine en de grote hersenen samen informatie van de zintuigen gebruiken om bewegingen te optimaliseren. Zodat je zonder te struikelen het stoepje op kan stappen’, aldus Bosman.
Deel van de kleine hersenen. In groen de cellen die de schors en de kern met elkaar verbinden | Afbeelding: Zhenyu Gao
Muis is geen mens
Een muis is natuurlijk geen mens, maar toch denkt Bosman dat hun resultaten ook toepasbaar zijn op het menselijk brein. ‘Mensen van wie de kleine hersenen niet goed werken, hebben ook moeite om hun bewegingen goed te coördineren. Het zou me verbazen als daar niet hetzelfde mechanisme aan ten grondslag ligt.’
