Wetenschappers besturen hersenen en gedrag van primaten met licht

Onderzoekers van de KU Leuven, Harvard en MIT konden bij apen erg specifieke delen van de hersenen activeren door middel van licht. Op deze manier konden zij voor het eerst het gedrag van de dieren sturen. Op lange termijn kan men mogelijk dezelfde methode ook gebruiken voor therapeutische doeleinden bij de mens.

De onderzoekers konden het gedrag van de apen sturen via optogenetica. Dit is een methode om hersenactiviteit op een kunstmatige manier te veranderen om zo het gedrag te beïnvloeden. Met optogenetica maakt men hersencellen of neuronen gevoelig voor lichtimpulsen. Hiervoor worden genen afkomstig van bepaalde microbiële organismen gebruikt die lichtgevoelige eiwitten kunnen aanmaken.

Deze genen worden in specifieke neuronen tot expressie gebracht, waarop de neuronen met korte lichtimpulsen ‘bestuurd’ kunnen worden. Het voordeel hiervan is dat men zeer specifieke cellen kan activeren of inactiveren, zonder daarbij andere omliggende neuronen te beïnvloeden. In tegenstelling tot meer klassieke methodes zoals elektrische microstimulatie o.a. gebruikt bij Parkinson-patiënten, kan men met deze techniek dus veel specifieker de activiteit manipuleren van bepaalde netwerken in de hersenen.

De methode bewees reeds zijn effectiviteit bij ongewervelden en knaagdieren en werd nu voor het eerst ook met succes op apen getest. De onderzoekers spitsten zich daarbij toe op de neuronen die bewegingen van het oog bepalen. Via blauwe lichtpulsen konden zij zeer lokaal delen van het neurale ‘oogbewegingsnetwerk’ activeren en kleine veranderingen in oogbewegingen waarnemen.

Deze onderzoeksresultaten zijn erg hoopvol voor verder fundamenteel onderzoek naar de link tussen hersenactiviteit in specifieke neurale netwerken enerzijds en perceptie, cognitie, en gedrag anderzijds. Daarnaast zijn er ook toepassingen bij de mens mogelijk, zoals de behandeling van de ziekte van Parkinson en andere neurologische aandoeningen. De studie is gepubliceerd in Current Biology.