Een team van het Leuvense onderzoekscentrum Neuro-Electronics Research Flanders (NERF) heeft beschreven hoe zenuwcellen in het ruggenmerg een rol spelen bij het aanleren, bijsturen en onthouden van bepaald gedrag, en dat volledig onafhankelijk van de hersenen. Dat heeft het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB), waaraan een van de onderzoekers verbonden is, bekendgemaakt. De nieuwe inzichten kunnen relevant zijn voor mensen die moeten revalideren na een ruggenmergletsel.

Elk jaar lopen er in ons land zowat 200 mensen een dwarslaesie of ruggenmergletsel op. Door een ongeluk of ernstige val worden de zenuwbanen in het ruggenmerg geheel of gedeeltelijk doorgesneden. Omdat die zenuwbanen uitlopers hebben naar alle uithoeken van ons lichaam, zijn mensen met een dwarslaesie tijd elijk of voor altijd minder mobiel en verliezen ze ook hun gevoel en de controle over bepaalde lichaamsfuncties. Hoe ernstig de gevolgen zijn, hangt af van de precieze plaats van het ruggenmergletsel.

Het is al langer geweten dat er, ook na een ruggenmergletsel, een zeker herstel kan plaatsvinden, maar hoe het ruggenmerg dat klaarspeelt, was nog een raadsel. In de eerste plaats komt dat omdat het niet eenvoudig is om de activiteit van individuele zenuwcellen in het ruggenmerg te meten bij dieren die niet onder narcose, maar effectief in beweging zijn.

Door gebruik te maken van geavanceerde meettechnologie en een model waarin dieren oefeningen trainen binnen enkele minuten, slaagde het team van professor Aya Takeoka (VIB, imec, KU Leuven) er nu wel in om twee specifieke celtypes te identificeren die een rol spelen bij het bijsturen en onthouden van beweging na een dwarslaesie. Het ene type helpt het ruggenmerg bij het aanleren van een nieuwe beweging, het andere helpt om de beweging later te onthouden en uit te voeren.

Twee types zenuwcellen 
Om te begrijpen hoe het ruggenmerg leert, bouwden doctoraatsstudent Simon Lavaud en zijn collega's in het lab van Takeoka een experimentele opstelling waarmee ze de beweging van de achterpoten van verschillende muizen nauwkeurig konden meten. ​ 

"We hebben daarbij de rol van zes verschillende groepen van zenuwcellen geëvalueerd en identificeerden twee types neuronen, één dorsaal en één ventraal, die bijdragen tot motorisch leren. De dorsale neuronen helpen het ruggenmerg bij het aanleren van een nieuwe beweging, terwijl de ventrale neuronen helpen om de beweging later te onthouden en uit te voeren," legt Lavaud uit. 

"Je kunt het vergelijken met een soort van estafette. De dorsale neuronen fungeren als de eerste loper, die de cruciale zintuiglijke informatie voor het leren doorgeven. Vervolgens nemen de ventrale cellen het stokje over, waarbij ze ervoor zorgen dat de aangeleerde beweging soepel wordt uitgevoerd en ook blijft hangen." 

Het is nu belangrijk om deze leermechanismen verder in kaart te brengen, zegt professor Takeoka. "De communicatiekanalen die we hebben beschreven, dragen wellicht op verschillende manieren bij aan hoe we leren bewegen en onze beweging vervolgens ook automatiseren", stelt de professor. "Die mechanismen kunnen niet enkel relevant zijn voor mensen die revalideren, maar ook tijdens de normale motorische ontwikkeling."

Het onderzoek is donderdag gepubliceerd in het vakblad Science.