In dit dubbelinterview met onderzoekers Çagatay Aydin (NERF) en Marie Mulier (NERF / VIB-KU Leuven Centrum voor Hersenonderzoek) hebben we het over nieuwe technologieën en de unieke kijk die ze ons bieden op het brein. Een verhaal over twee doorzetters met een passie voor technologische innovatie.
Hoe sleept een Turkse elektronica-ingenieur de EOS pipet publieksprijs voor meest beloftevolle jonge onderzoeker in Vlaanderen in de wacht?
“Een lang verhaal,” lacht Çagatay Aydin. "Tijdens mijn studies volgde ik het vak Biomedische ingenieurstechnieken bij professor Istefanopulos, die het allereerste biomedisch instituut in Turkije heeft opgericht. Er ging een hele nieuwe wereld voor mij open! Mijn enthousiasme was de professor niet ontgaan en hij bezorgde me een uitnodiging voor het nationale biomedisch symposium waar ik nog meer in de ban geraakte van neurowetenschappelijk onderzoek. Voor mij was het duidelijk dat ik hierin verder wilde. Ik deed tijdens mijn Master-opleiding aan de Boğaziçi Universiteit in Istanboel onderzoek naar hersencircuits belangrijk voor het geheugen en verhuisde vervolgens naar België om een doctoraat te maken in het labo van professor Vincent Bonin. The rest is history…!”
Aydins cruciale rol in het internationale team dat de tweede generatie Neuropixels ontwikkelde – geavanceerde, extreem fijne probes waarmee onderzoekers hersenactiviteit in het lab kunnen meten - bezorgde hem een plaats op de shortlist van de Eos Pipet 2022, die de meest beloftevolle jonge onderzoekers in Vlaanderen lauwert. Met bijna een derde van de stemmen won hij op overtuigende wijze de publieksprijs.
"Het was een unieke ervaring om binnen een groot internationaal consortium, waaronder ook twee Nobelprijswinnaars, grensverleggend onderzoek te doen," zegt Aydin, die er als eerste in slaagde om de activiteit van duizenden individuele neuronen uit meerdere hersengebieden gedurende meerdere dagen te registreren aan de hand van de nieuwe probes.
Marie Mulier volgde een ander pad: na haar master-opleiding in biofysica vervoegde ze het labo voor onderzoek naar ionenkanalen aan het VIB-KU Leuven Centrum voor Hersenonderzoek. Daar bestudeerde ze hoe we pijn voelen, onder leiding van professor Thomas Voets. Tijdens haar doctoraat probeerde Mulier te verklaren waarom ontstoken weefsel zo pijnlijk is. “We ontdekten dat een toename van TRPM3, een ionkanaal dat terug te vinden is in onze zenuwuiteinden, een belangrijke rol speelt bij overgevoeligheid voor pijn.”
Technologische innovatie is een van haar belangrijkste drijfveren. "Ik ben altijd het meest gefascineerd geweest door nieuwe technieken. Processen kunnen opsporen waarvan we wisten dat ze er waren, maar die we niet konden zien of meten, dat vind ik oneindig fascinerend."
Pijnmechanismen en zelf-herkenning
Voor haar postdoctoraal onderzoek werkt Mulier samen met wetenschappers uit het labo van professor Alan Urban aan NERF. Zij zijn pioniers in een speciaal soort hersenechografie.
Mulier: "Ik wil de neuronale processen en mechanismen die aan de basis liggen van ontstekingen en chronische pijn beter begrijpen. Tot nu toe baseren we ons voor het meten van pijn grotendeels op hoe dieren reageren op pijnprikkels qua gedrag, maar de onderzoeksresultaten zijn niet altijd één op één te vertalen chronische pijntherapieën die ook goed werken bij mensen. In het lab van Alan Urban zal ik nu 3D functionele ultrasone beeldvorming – ‘fUSI' in het kort - gebruiken om pijnbestrijding op een meer accurate, onbevooroordeelde manier te gaan meten, over langere periodes ook, wat ons hopelijk zal helpen om nieuwe pistes voor pijnstillingsmedicatie te valideren."
Ook voor Aydin dient technologische innovatie een hoger doel. Zijn doctoraat is inmiddels afgerond maar hij zet zijn onderzoek verder als postdoc in het labo van Haesler, en gebruikt de Neuropixels hersenprobes om te begrijpen hoe we geur herkennen, verwerken en erop reageren.
"Meer specifiek richt ik mijn onderzoek op het concept van zelfherkenning: hoe we onze eigen geur kunnen herkennen, en onderscheiden van bijvoorbeeld de geur van onze partner of de geur van pakweg een banaan."
Problemen bij de verwerking van zintuigelijke informatie, bij zelfherkenning en andere sociale aspecten komen vaak terug bij tal van psychiatrische stoornissen zoals schizofrenie en autisme. Fundamenteel onderzoek zoals dat van Aydin is dus zeker heel relevant voor patiënten, ook al worden muizen in eerste instantie als modelorganisme gebruikt om te ontrafelen hoe de hersenen handelen en reageren in reactie op zintuiglijke prikkels.
Aydin: "Meer recent pas ik mijn ervaring in de fundamentele neurowetenschappen en het meten van hersenactiviteit ook toe in nieuwe projecten met een meer translationeel karakter. Wat we in feite proberen te doen is een soort van elektrische ‘vingerafdruk’ van hersengerelateerde aandoeningen te gaan opstellen. Dit zou een fantastisch hulpmiddel zijn om nieuwe therapieën te gaan screenen."
Nieuwe geneesmiddelen ontwikkelen is ook voor Mulier het ultieme doel. "Het is heel duidelijk dat we moeten afstappen van de relatief eenvoudige reflexgebaseerde tests die momenteel in veel laboratoria gebruikt worden om pijn te meten," legt ze uit. "Met behulp van de fUSI-techniek zijn we in staat om hersenactiviteit in dieren te registreren terwijl ze actief zijn, en tegelijkertijd een heleboel zeer specifieke outputs te meten, zoals pupilgroei, pootterugtrekking, snorhaarbeweging en zelfs grimassen."
Grote ambities
Aydin: "Mijn carrièredoel op lange termijn is om mijn eigen onderzoeksgroep te leiden, de leidraad daarbij blijft de combinatie van mijn achtergrond in elektronica, biomedische wetenschap en neurowetenschappen met als doel te begrijpen hoe zenuwnetwerken in de hersenen ons gedrag sturen."
Mulier hoopt dat TRPM3 een goed therapeutisch doelwit zal blijken voor chronische pijnpatiënten. "Wat mijn eigen onderzoeksambities betreft, zou ik de komende jaren graag het hele pijn-signalisatie traject in kaart willen brengen, van de zenuwuiteinden in onze ledematen tot aan het ruggenmerg en uiteindelijk de hersenen. Deze fundamentele inzichten zullen ons helpen begrijpen hoe chronische ontstekingspijn zich ontwikkelt en natuurlijk hoe we die kunnen behandelen."
Wat is volgens deze twee jonge onderzoekers het geheim van hun academisch succes?
"Mijn advies klinkt misschien cliché, maar ik geloof er wel in," zegt Aydin, "Geef nooit op en volg je passie. Failure is part of the game, dus je hebt de nodige dosis veerkracht en doorzettingsvermogen nodig om het vol te houden als onderzoeker."
Mulier is het daarmee eens: "Neurowetenschappen is een fascinerend, maar uitdagend vakgebied. Zolang je zelf enthousiast bent en blijft, zal je oplossingen vinden. Bouw verder op de kennis en expertise van anderen en gebruik hun feedback om zelf een betere wetenschapper te worden. Als je het mij vraagt is de team spirit en het samen werken aan een gedeelde missie wat wetenschappelijk onderzoek zo fantastisch maakt."
Volg dus je nieuwsgierigheid en vergeet je niet te amuseren, concluderen ze beiden. Vroeg of laat volgen de resultaten.
Meer weten?
Als je meer wil weten over hersenonderzoek of hersenaandoeningen, bekijk dan zeker onze educatieve pagina’s, zoals ons dossier Alzheimer en hou onze website in de gaten voor het laatste nieuws of meer informatie over lezingen waar je uit eerste hand meer kan horen over wat onze onderzoekers bezighoudt.
Wie graag mee wil werken aan onze missie om de mysteries van onze hersenen te ontrafelen kan een kijkje nemen bij onze vacatures.
Ontdek meer van VIB Neuroscience in de kijker op de webpagina.
