Herinneringen muizen uitgewist door één gen uit te schakelen

Dementie, een ongeval of een traumatische ervaring kunnen ervoor zorgen dat we herinneringen van voor de ziekte of het voorval verliezen. Belgische en Duitse onderzoekers hebben nu aangetoond dat bepaalde herinneringen ook gewist kunnen worden als één bepaald gen wordt uitgeschakeld.

De wetenschappers gebruikten voor hun onderzoek muizen waarbij het gen "neuroplastine", het NPTN-gen, was aangepast. Dit gen is heel belangrijk voor de hersenplasticiteit, het vermogen van de hersenen om zich aan te passen. Bij mensen werd reeds aangetoond dat veranderingen in neuroplastine kunnen leiden tot een verstandelijke handicap of schizofrenie.

De onderzoekers leerden de muizen om van de ene kant van een kooi naar de andere kant te lopen van zodra een lampje ging branden. De muizen leerden dit via associatief leren (of conditionering) zoals in het experiment met de honden van Pavlov: de dieren die ter plaatse bleven als het lampje ging branden, voelden een elektrische prikkel aan de poten. Na enige training associeerden de muizen de prikkel met het brandende lampje, en liepen ze automatisch van de ene kant van de kooi naar de andere kant.

Van zodra de muizen geconditioneerd waren, schakelden de wetenschappers de neuroplastine in de hersenen van de dieren uit. Wanneer het lampje ging branden, bleven de muizen gewoon zitten. Ze konden de aangeleerde taak dus niet meer uitvoeren. De onderzoekers concludeerden zo dat het uitschakelen van de neuroplastine problemen veroorzaakte in het geheugen, specifiek met betrekking tot associatief leren. De muizen in de controlegroep, waarbij de neuroplastine niet uitgeschakeld was, bleven de aangeleerde taak uitvoeren zoals voordien.

“Het verbaasde ons dat we slechts één enkel gen moesten uitschakelen om associatieve herinneringen te wissen”, zei professor Detlef Balschun van het Laboratorium voor Biologische Psychologie, een van de auteurs van de studie. “Het uitschakelen van de neuroplastine heeft een effect op het gedrag van de muizen, omdat de communicatie tussen de hersencellen wordt verstoord,” aldus professor Balschun.

Het Leuvense team kon aan de hand van de elektrische signalen in de hersenen van de muizen duidelijk zien dat er problemen waren met het mechanisme dat de opslag van herinneringen regelt. Deze problemen waren zelfs zichtbaar op het niveau van de individuele hersencel, zo zei postdoctoraal onderzoeker Victor Sabanov.

Door te bestuderen hoe het neuroplastine-gen werkt bij de muizen, hoopt het team specifieke locussen, plaatsen op het chromosoom, te vinden voor associatieve herinneringen, en ze hopen ook de moleculaire mechanismen te ontrafelen die aan de basis liggen van geheugenverlies.

“Dit is nog basisonderzoek”, zo zei professor Balschun. “Er is nog meer onderzoek nodig om erachter te komen of neuroplastine ook een rol speelt bij andere vormen van leren.”

Voorlopig ziet het er echter naar uit dat andere vormen van geheugen niet beïnvloed worden door het uitschakelen van het neuroplastine-gen.  Daarom is het team optimistisch dat neuroplastines een aantrekkelijk studieobject zullen worden voor mogelijke nieuwe therapieën. Het beïnvloeden van de uitdrukking van het neuroplastine-gen zou effectief het geheugen kunnen reguleren, na een traumatische ervaring of bij posttraumatische stressstoornis.

De studie van het team is gepubliceerd in Biological Psychiatry.