Een nieuw ontdekte populatie zenuwcellen, type-I nNOS-neuronen genoemd, lijkt een krachtige, systeembrede invloed uit te oefenen op de hersenactiviteit en de bloedstroom. Onderzoek suggereert dat deze cellen van cruciaal belang zijn voor het behoud van een gezonde hersenfunctie, met mogelijke implicaties voor het begrijpen van slaapstoornissen, neurodegeneratieve ziekten en de effecten van chronische stress.
De ontdekking: een kleine groep met buitensporige invloed
Onderzoekers van de Pennsylvania State University ontdekten dat deze dun verspreide neuronen, die zich voornamelijk in diepe corticale lagen bevinden, een verrassende rol spelen bij het reguleren van de spontane oscillaties van de hersenen – het ritmische pulseren van de bloedstroom die zuurstof aanvoert en afval verwijdert. Om hun functie te begrijpen, verwijderden wetenschappers selectief type-I nNOS-neuronen uit de hersenen van muizen en observeerden de effecten.
Wat gebeurt er als deze cellen verdwijnen?
De resultaten waren opvallend. Zonder deze neuronen vertoonden muizen een aanzienlijk verminderde bloedstroom, zwakkere pulsaties in de bloedvaten (een proces dat vasomotie wordt genoemd) en verminderde algehele hersenactiviteit. Langzame hersengolven die verband houden met diepe slaap (deltagolven) verzwakten ook en de communicatie tussen de linker- en rechterhersenhelft werd minder gesynchroniseerd.
“In je hersenen helpen slagaders, aders en haarvaten vloeistof rond te bewegen door elke paar seconden voortdurend te verwijden en te vernauwen, wat we spontane oscillatie noemen”, legt biomedisch ingenieur Patrick Drew uit. “Nadat we een subset van deze neuronen hadden getarget en geëlimineerd, hebben we een significante vermindering van de amplitude van deze oscillaties waargenomen.”
Waarom dit belangrijk is: de gezondheid van de hersenen koppelen aan belangrijke processen
De studie suggereert dat type-I nNOS-neuronen cruciaal zijn voor verschillende fundamentele hersenfuncties:
- Slaap: Deltagolven, die verzwakt worden wanneer deze neuronen worden verwijderd, zijn nauw verbonden met diepe, herstellende slaap.
- Afvalverwerking: Vasomotie is essentieel voor het wegspoelen van metabolisch afval uit de hersenen. Verminderde vasomotie is een kenmerk van neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer.
- Hersensynchronisatie: Een gezonde communicatie tussen hersenhelften hangt af van de activiteit van deze neuronen.
De onderzoekers concluderen dat het verlies van deze neuronen zou kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van slaapstoornissen en neurodegeneratieve aandoeningen.
De stressverbinding: een potentiële trigger voor de omgeving
Type-I nNOS-neuronen zijn bijzonder kwetsbaar voor mentale stress. Dit vergroot de mogelijkheid dat chronische stress kan leiden tot het verlies van deze cellen, wat in de loop van de tijd kan bijdragen aan een slechte gezondheid van de hersenen.
“Een verminderde bloedstroom is een van de vele factoren die bijdragen aan een verminderde hersenfunctie en neurodegeneratieve ziekten”, zegt Drew. “Hoewel we weten dat veroudering hierin een belangrijke rol speelt, kan het verlies van deze zeldzame neuronen door chronische stress een onontdekte omgevingsoorzaak zijn voor een slechte gezondheid van de hersenen.”
Wat is het volgende?
Hoewel deze bevindingen afkomstig zijn uit muisstudies, denken de onderzoekers dat menselijke hersenen op dezelfde manier kunnen werken. Toekomstige studies zijn nodig om dit verband te bevestigen en te onderzoeken of verstoringen van de type-I nNOS-neuronfunctie een rol spelen bij neurologische aandoeningen.
Dit onderzoek benadrukt het cruciale belang van het handhaven van een gezonde bloedstroom en het beschermen van deze kleine, maar krachtige hersencellen tegen de schadelijke effecten van chronische stress.
