We onthouden herinneringen langer door isolatielaagje rond hersencellen

Beeld: MRI-scan van een menselijk brein. De rode gebieden bevatten myeline.

De meeste herinneringen vervagen na een aantal dagen of weken, terwijl sommige maanden, jaren of zelfs voor het leven blijven voortbestaan. Hoe komt het dat sommige ervaringen zo’n zware stempel drukken op ons zenuwstelsel, terwijl onze hersenen erg flexibel en veranderlijk zijn? Nieuw onderzoek licht een tipje van de sluier op.

Eerder onderzoek toonde al aan dat muizen die zich in een bedreigende situatie bevinden zeer snel een angstreactie vertonen. Denk aan de zogeheten freeze response wanneer ze in een situatie komen waarbij ze eerder een schok kregen. Uit Amerikaans onderzoek blijkt nu dat een toename van myeline noodzakelijk is om die angstrespons op lange termijn te behouden. Myeline is een isolatielaag rond de uitlopers (ook axonen genoemd) van hersencellen.

Een voorbeeld is de wederkerende freeze response als de muizen in een context komen die weken geleden – een eeuwigheid in een muizenleven – bedreigend was. Die myelinetoename zorgt ervoor dat neurale transmissie in de hersenen blijvend efficiënter wordt, met een lang bewaarde angstherinnering tot gevolg.

Myeline versnelt onze elektrische machine

De hersenen zijn voortdurend actief. Zenuwcellen die in onderlinge verbinding staan dragen constant informatie over. Al onze ervaringen, dus ook negatieve angstervaringen, beïnvloeden hoe en waar in onze hersenen informatie wordt verwerkt en overgedragen.

Neuronen geven informatie door ter hoogte van de synaps, een plaats waar veranderingen snel en makkelijk tot stand komen. Die synaptische veranderingen spelen een rol in kortetermijnleren. Maar omdat het synaptisch systeem zo kneedbaar is en zich constant hervormt als gevolg van ervaringen, is het minder geschikt om langetermijnherinneringen te verklaren.

Tom Beckers, professor experimentele psychologie aan de KU Leuven, doet onderzoek naar de plasticiteit van de hersenen. ‘Welke mechanismen spelen een rol wanneer we herinneringen bewaren op lange termijn? Dat is een vraag die al lange tijd op tafel ligt. Deze onderzoekers vermoeden dat het te maken heeft met myelinisatie.’

Myelinisatie is het proces waarbij er myeline, een laag bestaande uit proteïnen en vet, ontstaat en zich rond het axon van een zenuwcel draait. Myeline versnelt de informatieoverdracht van het ene neuron naar het andere en maakt het efficiënter. Je kan de laag vergelijken met de isolatie van een elektrische kabel.

‘We wisten al langer dat bij zoogdieren het grootste deel van de myelinisatie van de zenuwcellen plaatsvindt vlak na de geboorte’, zegt Beckers. ‘Sinds kort zijn er aanwijzingen dat er extra myelinisatie kan optreden onder invloed van ervaringen, en dat is nieuw.’

Muizen met emotionele herinneringen

De onderzoekers hebben drie verschillende types muizen getest: normale muizen, muizen die genetisch geherprogrammeerd worden om vanaf een bepaald moment geen nieuwe myeline meer aan te maken en muizen waarbij de myelineproductie net aangemoedigd werd met behulp van medicijnen. Alle muizen werden getraind om een verband te leren tussen enerzijds een bepaalde context, zoals een rode kooi, en anderzijds een (niet schadelijke) schok. Na de leerfase konden de onderzoekers niet alleen allerlei synapsveranderingen, maar ook een toename in myeline observeren in de hersenen van de normale muizen.

Om te bewijzen dat die veranderingen in myelinisatie cruciaal zijn voor de langetermijnopslag van de leerervaring, hebben de onderzoekers gekeken naar wat er gebeurt met het geheugen van de muizen wanneer je myelinisatie verstoort of aanmoedigt. Muizen die geen myeline aanmaakten, vertoonden hetzelfde aangeleerde gedrag wanneer ze onmiddellijk na de leerfase opnieuw in de rode kooi geplaatst werden. Ze leerden dus wel degelijk.

Maar wanneer die muizen een maand later opnieuw in de rode kooi werden gebracht, dan vertoonden ze geen angstig gedrag meer. Ze zijn het verband tussen de context en de schok als het ware vergeten. ‘Myelinisatie is dus niet nodig om een herinnering in eerste instantie te vormen, daarvoor volstaan de synaptische verbindingen’, zegt Beckers. ‘Het is wel noodzakelijk voor de langetermijnopslag van herinneringen.’ Muizen waarbij de myelinisatie versterkt werd via een medicijn vertoonden hetzelfde gedrag als de normale muizen, maar de langetermijnherinnering werden nog sterker bewaard en veralgemeend naar andere contexten, zoals een blauwe kooi.

Posttraumatische stressstoornis

‘Myelinisatie is een algemeen principe in het zenuwstel van zoogdieren. Het treedt dus ook op bij mensen. Je kan er dan ook van uitgaan dat de resultaten van dit onderzoek representatief zijn voor de processen die in onze hersenen plaatsvinden’, zegt Beckers. Over mogelijke therapieën is hij voorzichtig: ‘Helaas kan je op basis van deze studie geen interventies voor bijvoorbeeld posttraumatisch stressstoornis ontwikkelen. Het onderzoek toont wel aan hoe belangrijk de rol van myelinisatie is in het leerproces van angstherinneringen en het is daarom wel een goed startpunt voor vervolgonderzoek dat op interventies kan inzetten.’

De resultaten werden gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Neuroscience.