Mensen zijn hun hele leven in staat nieuwe dingen te leren. Het brein doorloopt echter verschillende ontwikkelingsfasen waarin het leren op een andere manier en in een ander tempo plaatsvindt. Dit fenomeen staat bekend als neuroplasticiteit, een term die steeds vaker op het internet opduikt, maar niet altijd correct wordt gebruikt. Daarom hebben we neurowetenschapper Christiaan Levelt gevraagd om ons uit te leggen wat neuroplasticiteit nu eigenlijk betekent.
Neuroplasticiteit: het brein in transformatie
“Wat is neuroplasticiteit? Die vraag hoor ik inderdaad vaak”, begint Levelt. “Het is eigenlijk een heel brede term. Je zou namelijk elke vorm van het brein dat zich aanpast, neuroplasticiteit kunnen noemen. Maar dit vind je in heel veel verschillende vormen. Zo is er bijvoorbeeld in het adulte brein wel neuroplasticiteit, maar slechts op een beperkte manier. Bij alles wat je leert of onthoudt, worden er namelijk nieuwe contacten tussen hersencellen gemaakt. Dit is een fysieke vorm van verandering in je brein, dus neuroplasticiteit.”
Kritische periodes in het jonge brein
“Vooral in het jonge brein is er sprake van veel neuroplasticiteit”, gaat Levelt verder. “Met name tijdens de ‘kritische periodes’. Dit zijn ontwikkelingsfasen waarin eerst een hoge groei van axonen en synapsen plaatsvindt, wat veel neuroplasticiteit opwekt. Deze fasen eindigen weer op het moment dat de groei van axonen en synapsen geremd wordt. Ook dat is heel belangrijk, want zo worden bepaalde ‘basisvaardigheden’, die je tijdens een kritische periode opdoet, vastgelegd in je brein. Bij een van de eerste kritische periodes kun je dan denken aan bijvoorbeeld klankherkenning, dat cruciaal is bij het leren van een taal. Zo kan het ook zijn dat specifieke klanken, neem bijvoorbeeld bepaalde Chinese of Japanse klanken, onmogelijk perfect uit te spreken zijn door iemand die deze taal pas op latere leeftijd leert. Andere voorbeelden zijn het ontwikkelen van moraal en leren plannen, specifieke sociale vaardigheden die je leert tijdens een van de laatste kritische periodes, zo rond de puberteit. Van die vastgelegde basisvaardigheden heb je je leven lang profijt.”
Onderzoek naar neuroplasticiteit door het Herseninstituut
De Levelt Groep van het Nederlands Herseninstituut doet onderzoek naar de belangrijke ontwikkelingsfasen van het brein. Het onderzoek richt zich vooral op de rol van inhibitie (remmende hersencellen) in het reguleren van neuroplasticiteit. “Gek genoeg speelt het remmen van hersencellen een hele grote rol bij het aansturen van leerprocessen: het bepaalt de start- en eindpunten van kritische periodes. De verschillende informatiestromen die dit met zich meebrengt, vormen een complex geheel, dat we door ons onderzoek steeds beter begrijpen. Zo hebben we bijvoorbeeld ontdekt dat neuroplasticiteit niet alleen in de hersenschors – de buitenste laag van het brein – plaatsvindt, zoals dat heel lang is verondersteld, maar ook in de thalamus – een eerder schakelstation van het brein. Met dit soort ontdekkingen blijven we onze kennis vergroten en leggen we een belangrijke basis voor toekomstige toepassingen. Hopelijk mondt dit uiteindelijk uit in nieuwe behandelmethoden van verschillende psychiatrische aandoeningen, ontwikkelingsstoornissen en leerproblemen. Reden te meer om voorlopig door te gaan met ons onderzoek. Er valt namelijk nog genoeg te ontdekken”, sluit Levelt af met een knipoog.
Op het Nederlands Herseninstituut kunnen we met innovatieve technieken steeds beter zien wat er in het brein gebeurt, zelfs in het brein van een levende muis die bepaald gedrag vertoont. Daar neemt het Nederlands Herseninstituut een vooraanstaande rol in binnen Nederland.
Een muis kreeg op 6 verschillende dagen dezelfde video te zien. Omdat het elke dag dezelfde video was, hebben we per hersencel kunnen meten of die anders reageert op informatie. Zo zie je dus of een netwerk van hersencellen zich aanpast aan informatie. De activiteit van hersencellen werd gemeten door middel van two-photon calcium imaging. Hierbij wordt gebruikt gemaakt van een eiwit dat groen oplicht als een hersencel vuurt. Dit kan zichtbaar worden gemaakt door de cellen in het brein van de muis te bekijken via een speciale microscoop. Voor de onderzoeker zijn deze fluorescerende hersencellen heel handig, want hierdoor kun je via een microscoop dezelfde cellen terugvinden op deze verschillende dagen.
Op de afbeelding is te zien op welke dagen de cellen activiteit lieten zien. Als de hersencellen wit zijn, dan waren ze op alle dagen actief. Als ze gekleurd zijn, dan waren ze op sommige dagen actiever dan op andere dagen. De cellen die wit gekleurd zijn waren alle dagen actief. De cellen met verschillende kleuren laten zien dat activiteit van hersencellen verandert, zelfs als je hetzelfde te zien krijgt. Dit kan betekenen dat het brein steeds effectiever met informatie omgaat en belangrijke informatie anders verwerkt. Dat we op celniveau kunnen meten hoe het verwerken van informatie verandert middels ervaring, is het begin van baanbrekend onderzoek op het gebied van neuroplasticiteit.
