Gemengde synapsen
Deze gemengde synapsen zijn nog nauwelijks onderzocht. “In diermodellen zijn ze wel eens beschreven, maar nog nooit in de mens,” zegt Scheefhals. “Dankzij geavanceerde celmodellen kan dat nu wel: van huidcellen maken we stamcellen, en die ontwikkelen we vervolgens tot zenuwcellen. Zo laat ik nu voor het eerst zien dat gemengde synapsen ook in menselijke zenuwcellen voorkomen. Wat ze precies doen weten we nog vrijwel niet. Dat maakt het spannend: misschien spelen ze een sleutelrol in de ontwikkeling en flexibiliteit van het brein.”
Daarmee raakt haar onderzoek aan een bredere vraag: hoe kan het dat de menselijke hersenontwikkeling zo traag verloopt? “Bij muizen duurt de rijping van synapsen weken tot enkele maanden, bij mensen zo’n 20 tot 25 jaar. Die vertraagde ontwikkeling maakt ons uniek en geeft ons flexibiliteit en leervermogen, maar maakt ons ook kwetsbaar. Zo is er meer kans dat er onderweg iets misgaat in de balans tussen gas en rem, precies hetgeen we terug zien bij ontwikkelingsstoornissen zoals autisme.”
Van mix naar match
“Ik denk dat gemengde synapsen een overgangsstadium zijn, die zich kunnen ontwikkelen tot functionele synapsen. Deze overgang kan een belangrijk mechanisme zijn om de hersenen in balans te houden tijdens de lange periode van hersenrijping die de mens kent.” Om dit uit te leggen gebruikt Scheefhals een beeldspraak. “Stel je een synaps voor als een beller en ontvanger in een telefoongesprek. Normaal gesproken spreken beller en ontvanger dezelfde taal: dat is een ‘match’. Bij gemengde synapsen spreken ze echter niet dezelfde taal: een ‘mix’. Er is dan wel een belangrijke verbinding gelegd, maar nog geen echte communicatie. Toch kan er, als het nodig is, contact ontstaan – waarbij iemand anders die de taal wél spreekt het gesprek overneemt. Zo ontstaat er weer een ‘match’, waardoor de boodschap doorgegeven kan worden. Deze overgang van mix naar match speelt mogelijk een cruciale rol in de flexibiliteit van de hersenen. Of het echt zo werkt, is nog de vraag en precies dat wil ik gaan onderzoeken.’’
Nieuwe technieken, nieuwe kansen
Dankzij technologische vooruitgang, zoals de nieuwe microscoop genaamd microSCOOP (waarbij ‘scoop’ staat voor ‘scheppen’) kan Scheefhals specifieke synapsen als het ware uit zenuwcellen ‘scheppen’ en tot in detail bestuderen. Zo kan ze onderzoeken welke bouwstenen er in gemengde synapsen zitten en hoe ze veranderen tijdens de ontwikkeling. “Elke keer als ik door de microscoop kijk, voel ik opnieuw de spanning en nieuwsgierigheid die mijn onderzoek drijven”, zegt ze.
Het uiteindelijke doel is niet alleen fundamenteel begrip, benadrukt Scheefhals: “Als we leren hoe de flexibiliteit van synapsen werkt, kunnen we misschien ook ingrijpen als het misgaat. Dan bieden gemengde synapsen nieuwe aanknopingspunten voor behandelingen van autisme en andere ontwikkelingsstoornissen.”
Of, zoals ze zelf zegt: “Het gaat mij om het fundamentele uitpluizen van hoe hersenen werken. Maar uiteindelijk hoop ik dat dit patiënten kan helpen. Dat geeft het onderzoek betekenis.”
