Je brein verbouwt zichzelf: ook op volwassen leeftijd

Je denkt misschien dat je hersenen klaar zijn met groeien zodra je volwassen bent. Niets is minder waar. Diep in je hoofd worden dag en nacht nieuwe verbindingen tussen hersencellen gemaakt, en oude verbindingen weer afgebroken. Dit gebeurt je hele leven lang, ook als je allang geen kind meer bent.

Wetenschappers noemen dit proces structurele plasticiteit. Het woord "plasticiteit" betekent hier: het vermogen om te veranderen, net zoals plasticine van vorm verandert als je erin knijpt. Hersencellen praten met elkaar via kleine verbindingspunten, synapsen genoemd. Die synapsen worden voortdurend gemaakt en weer opgeruimd, als een soort continue verbouwing.

Waarom knutselt je brein zo?

Deze verbouwing helpt je om te leren en je aan te passen aan nieuwe situaties. Ook speelt het een rol bij herstel na hersenschade, bijvoorbeeld na een beroerte. Onderzoekers die dit overzichtsartikel schreven, leggen uit dat dit proces al langer bekend is, maar nog lang niet goed begrepen.

Er is al veel meer bekend over een ander soort hersenverandering: synaptische plasticiteit. Dat is wanneer bestaande verbindingen sterker of zwakker worden, zonder dat er iets nieuws wordt gebouwd of afgebroken. Het daadwerkelijk vormen en slopen van verbindingen, de structurele plasticiteit, is veel minder goed onderzocht.

Drie grote vragen

De onderzoekers richten zich op drie belangrijke vragen. Eerst: wat bepaalt eigenlijk of een verbinding wordt gemaakt of afgebroken? Daarna: wat heb je daar als brein nu echt aan, welk voordeel levert deze constante verbouwing op? En tot slot: kunnen we deze kennis gebruiken voor medische toepassingen, zoals het stimuleren van herstel na hersenletsel?

Op dit moment hebben wetenschappers op geen van deze drie vragen een compleet antwoord. Wat ze wel weten, is dat het een ingewikkeld samenspel is van processen die zich afspelen op heel verschillende schalen: van enkele seconden tot jaren, en van piepkleine moleculen tot hele hersengebieden.

Waarom is dit belangrijk?

Als onderzoekers beter begrijpen hoe deze hersenverbouwing precies werkt, kan dat op termijn helpen bij het ontwikkelen van behandelingen voor mensen met hersenletsel. Ook kan het helpen bij het bouwen van slimmere computersystemen die geïnspireerd zijn op de hersenen, zogeheten neuromorfe computers. Dat zijn chips die proberen te werken zoals een brein, in plaats van zoals een gewone computer.

De auteurs benadrukken dat dit onderzoek alleen verder komt als verschillende soorten wetenschappers gaan samenwerken: mensen die experimenten doen in het lab, wiskundigen die theorieën opstellen, en computermodelleurs die simulaties bouwen. Geen van deze groepen kan het alleen oplossen, omdat het probleem zich op zoveel verschillende niveaus tegelijk afspeelt.

Het mooie van dit soort onderzoek is dat het laat zien hoe dynamisch je brein eigenlijk is. Zelfs op je vijftigste of tachtigste bouwt je hoofd nog volop aan nieuwe verbindingen. Je brein is dus nooit echt "af".

Bron: Rewiring of adult neural networks - learning from structural plasticity across multiple scales