VU Magazine 1996 - pagina 450

Herinneringen van nog verder terug zijn onaangetast gebleven. Het lijkt erop dat het geheugen in de loop van de tijd steeds resistenter wordt voor verstoringen. Een van ons (Tully), bijvoorbeeld, kon zich na een sleeongeluk op eerste kerstdag 1968 waarbij hij bewusteloos raakte, eerdere gebeurtenissen herinneren tot de twaalfde december voorafgaand aan zijn ongeluk. De daaropvolgende twee weken, met inbegrip van de cadeautjes die eerder die eerste kerstdag waren uitgepakt, was hij definitief kwijt. Een tweede kenmerk van het lange-termijngeheugen is dat het afhankelijk is van eiwitsynthese. De nu gangbare visie is dat herinneringen uiteindelijk worden opgeslagen als een permanente verandering van de manier waarop hersencellen met elkaar communiceren. Zenuwcellen zijn met elkaar verbonden door middel van synapsen. Het lijkt erop dat bestaande synapsverbindingen bij het ontstaan van lange-termijnherinneringen worden versterkt of uitgebreid. Voor dat proces zijn eiwitten nodig. De klassieke experimenten die de noodzaak van eiwitsynthese aantoonden, werden gedaan in 1963. Ratten die vlak voor ze hun weg leerden vinden in een waterdoolhof een middel ingespoten kregen dat de eiwitsynthese remt, vergaten snel weer wat ze hadden geleerd. Kregen ze het middel later toegediend, dan herinnerden ze zich meer, en na verloop van tijd had het middel geen enkel effect meer. Bij ons onderzoeksobject, de fruitvlieg, vinden we die verdovingsresistentie en afhankelijkheid van eiwitsynthese ook. Eerst laten we onze vliegen een neutrale stimulus verbinden met iets onaangenaams. Wij sluiten daarvoor zo'n honderd fruitvliegen op in een reageerbuisachtig vat waarvan het binnenoppervlak is bekleed met een gaas dat elektriciteit geleidt. Aan één kant van het vat bevestigen we een kapje met een geurstof, en we stellen de vliegen aan die geurstof bloot door lucht door het vat te blazen. We werken met twee verschillende geuren. Bij kennismaking met de ene geur zetten we stroom op het gaas waarop de vliegen zitten. De andere geur

38

WCS OKTOBER

I996

leren ze kennen zonder electrische schok. Vervolgens testen we de vliegen op verschillende tijdstippen in een T-vormige buis. We zetten ze op het kruispunt van de T waar twee luchtstromen, met verschillende geurstoffen, samenkomen. Ongetrainde vliegen hebben geen voorkeur. Ze verspreiden zich in een éénop-éénverhouding over de beide armen van de T. Getrainde vliegen hebben wel degelijk een voorkeur. Negentig procent daarvan vermijdt de geur die met schokken gepaard ging en rent naar de tegenoverliggende arm van de buis. In de loop van de tijd, echter, vervaagt het geheugen van de vliegen, en na ongeveer een dag is hun voorkeur voor een van beide geuren in de T-buis verdwenen. Een dag is lang op het leven van een fruitvlieg, maar een eeuwigheid is het niet. We konden in onze vHegen een permanent lange-termijngeheugen creëren door uit te gaan van een ontdekking die de Duitse fysioloog Hermann Ebbinghaus meer dan een eeuw geleden deed: een reeks korte leersessies met onderbrekingen is veel effectiever dan één lange sessie. We pasten dat principe op onze vliegen toe door ze te trainen in tien sessies met steeds een kwartier rust ertussen. Op die manier konden we een herinnering scheppen die permanent bleek. Koude-shock

Het geheugen van vliegen blijkt veel met dat van andere dieren gemeen te hebben. Het opvallendste aspect is dat herinneringen worden vastgelegd in fasen die steeds stabieler zijn. Meteen na de training zien we bij vliegen een kortetermijngeheugen dat een aantal minuten duurt. Daarop volgt een middellangetermijngeheugen, dat een aantal uren aanhoudt en wordt gevolgd door een verdovingsresistent geheugen. Dat verdovingsresistente geheugen is gemakkelijk zichtbaar te maken: we geven vliegen steeds iets langer na de tramingssessie een koude-shock door ze onder te dompelen in ijswater tot ze het bewustzijn verliezen. Na twee minuten warmen we ze weer op, en drie uur na de training toetsen we hun geheugen. Het geheugen van vliegen die meteen na de training een koude-shock krijgen is

flink verstoord. Naarmate de tijd tussen training en koude-shock toeneemt, echter, wordt het geheugen van de vliegen steeds resistenter tegen verstoring. Daaruit blijkt dat zich een verdovingsresistent geheugen ontwikkelt. Ten slotte konden we m onze vliegen een onuitwisbaar lange-termijngeheugen oproepen door de trainingssessies te herhalen en ze in de tijd te spreiden. Bovendien hebben we aangetoond dat er eiwitsynthese nodig is voor die definitieve geheugenfase. Als we onze vliegen een eiwitsynthese-remmer gaven dan bleef het lange-termijngeheugen uit. Opmerkelijk genoeg had de eiwitsynthese-remmer geen invloed op de geheugenvorming bij vliegen die in één langdurige sessie werden getraind. Het middel werkte kennelijk alleen als de trainingssessies over de tijd verdeeld waren. Zulke vliegen bleken echter wel een verdovingsresistent geheugen te ontwikkelen, en ook daarop leek de eiwitremmer geen effect te hebben. Die resultaten waren bijzonder omdat neurobiologen dertig jaar lang hadden aangenomen dat verdovingsresistentie en de noodzaak van eiwitsynthese bij elkaar horen. Rustfasen

Het lijkt erop dat verdovingsresistent geheugen en lange-termijngeheugen, anders dan men tot nu toe aannam, fysiek verschillende dingen zijn. Maar welke genen zijn dan specifiek betrokken bij de vorming van het langetermijngeheugen? Hier blijken de reacties van normale vliegen op aaneengesloten en gefaseerde tramingsregimes cruciaal. Gefaseerde training van gewone vliegen leidt zowel tot een verdovingsresistent geheugen als een lange-termijngeheugen, maar bij een aaneengesloten training, al duurt die achtenveertig uur, ontwikkelt zich alleen een verdovingsresistent geheugen. Wat maakt de rustfasen zo belangrijk? Welke eiwitten ook een rol spelen bij het lange-termijngeheugen, hun concentratie neemt op de een of ander manier toe tijdens de rustperiode. De concentratie van een eiwit in een cel wordt bepaald door de mate waarin het gen dat voor

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen