Neuroscience

De belangrijkste wetenschappen

Wetenschapper — Thu, 02 Feb 2012 10:52:39 +0000

Wat zijn de belangrijkste wetenschappen? Iedereen die zichzelf die vraag stelt, zal beseffen dat het antwoord subjectief is, want wat is belangrijk? Toch is er wel iets over te zeggen.

Het verzachten van leed

In de Middeleeuwen werden mensen lang niet zo oud als nu. Het leven was kort, er was veel lichamelijk leed en alleen de taaiste kinderen overleefden de eerste jaren. Op het gebied van de geneeskunde zijn veel belangrijke uitvindingen gedaan die onze levens langer en draaglijker hebben gemaakt, denkt u bijvoorbeeld aan penicilline. Overigens werd in de Middeleeuwen de geneeskunde niet als belangrijkste wetenschap beschouwd. Daar golden: rekenen, meetkunde, muziek, astronomie, natuur, godsdienst en politiek.
Ook economie heeft een duidelijke, directe invloed op de kwaliteit van leven. Hongersnoden komen, in ieder geval in Europa, niet meer voor. Dat heeft veel te maken met economische en politieke organisatie.

Grenzen verkennen

Maar wat is er nu wezenlijk veranderd sinds die Middeleeuwen? Op het gebied van wis- en natuurkunde zijn belangrijke ontdekkingen gedaan. Waar we vroeger dachten dat de aarde het middelpunt was van het heelal, kennen we tegenwoordig onze plek, ergens in een onbeduidend hoekje van het universum. Ook de evolutiebioloog Darwin heeft het beeld van de mens in de schepping voorgoed veranderd. Natuurkunde en biologie zijn voorbeelden van wetenschappen die grenzen verkennen en voortdurend verleggen.

Gelukkig zijn

Mensen willen vooral gelukkig zijn. Om die reden zou je kunnen zeggen dat de filosofie en levenskunst de belangrijkste wetenschappen zijn. Ook de psychologie, de manier waarop mensen naar zichzelf en de wereld kijken, kan direct onze gelukservaring beïnvloeden. Dat geluk willen we zo lang mogelijk ervaren, dus zijn wetenschappen die zich bezighouden met het verlengen van leven, of zelfs het eeuwige leven, van groot belang. Hier komt weer biologie om de hoek kijken, maar ook informatica. Bedrijven en overheden zijn afhankelijk geworden van softwaresystemen. De eeuwig levende mens zal daar straks ook van afhankelijk zijn. In het verlengde daarvan is kunstmatige intelligentie belangrijk, omdat robots en computers onze taken gaan overnemen.

Foto: ra2 studio – Fotolia

Onderzoek neuroscience in de 20e eeuw

Wetenschapper — Mon, 31 Oct 2011 14:50:49 +0000

De wetenschappelijk studie naar het zenuwstelsel heeft een behoorlijke vlucht genomen tijdens de tweede helft van de 20e eeuw. Dit is vooral te danken aan de vooruitgang in moleculaire biologie en elektronfysiologie. Hierdoor is het voor wetenschappers mogelijk geworden om het zenuwstelsel in al haar aspecten te onderzoeken: de structuur, hoe het werkt, hoe het zich ontwikkelt en hoe veranderd kan worden. Het is bijvoorbeeld mogelijk geworden voor ons om in detail te begrijpen hoe een neuron functioneert.

Kennis over neuronen en synapsen

Neuronen zijn cellen die gespecialiseerd zijn in communicatie. Ze kunnen contact maken met andere neuronen en ander cellen door speciale verbindingen die we synapsen noemen. Via deze synapsen kunnen elektronische signalen doorgegeven worden van de ene cel naar de andere. Vele neuronen hebben lange dunnen vullingen die we axonen nomen. Deze geven signalen door aan verder afgelegen delen van het lichaam. Ook kunnen ze heel snel elektrische signalen doorgeven. Ze kunnen de activiteiten van andere neuronen en spieren beïnvloeden. Ons zenuwstelsel bestaat uit neuronen die aan elkaar verbonden zijn.

Zenuwstelsel

Grof gezegd kan het zenuwstelsel onderverdeeld worden in twee delen. Het centrale zenuwstelsel en perifere zenuwstelsel. In veel soorten wezens is het zenuwstelsel het meeste complexe orgaan van het lichaam, met als meest complexe gebied de hersenen. Het menselijke brein alleen kent als zo’n honderd miljard neuronen en nog veel meer synapsen. Deze zijn allemaal weer op een bepaalde manier met elkaar verbonden in een gigantisch netwerk. Het is natuurlijk begrijpelijk dat al deze verbindingen zo veelvuldig zijn en zo complex dat we nog steeds aan het begin staan om dit alles te begrijpen.

Andere wetenschapsgebieden

Veel ander wetenschapsgebieden werken samen met neuroscience. Voornamelijk op het medische vlak zijn er veel disciplines die samenwerken met neuroscience. Voorbeelden hiervan zijn neurologie, psychiatrie, neuropathologie en klinische fysiologie.

Foto: V. Yakobchuk – Fotolia

Neuroscience in de geschiedenis

Wetenschapper — Sun, 25 Sep 2011 14:32:20 +0000

De studie naar het zenuwstel dateert uit het oud Egypte. Bewijs gaat terug naar zo’n 1700 jaar voor Christus. Het blijkt dat de oude Egyptenaren al kennis hadden over hersenen en schade aan de hersenen.

Griekse oudheid

De opvatting dat het hart de bron was ons bewustzijn leefde tot de tijd Hippocrates. Hij bracht hier voor het eerst verandering in. Hij ging er vanuit dat de hersenen niet alleen met zintuiglijkheid te maken hadden, maar ook de plek was waar ons bewustzijn en onze intelligentie te vinden is. Ook Plato speelde met de gedachte dat de hersenen de plek vormden van de rationele kant van onze ziel. Aristoteles daarentegen ging er vanuit dat het hart het centrum was van ons bewustzijn en onze intelligentie. Dit bleek voor lange tijd de algemene opvatting te blijven, totdat een Romeinse natuurkundige opmerkte dat zijn patiënten hun mentale capaciteiten verloren wanneer ze schade hadden opgelopen aan hun hersenen.

De uitvinding van de microscoop

Onderzoek naar de hersenen word meer en meer geavanceerd vanaf het moment dat de microscoop wordt uitgevonden. De structuur van neuronen wordt na de uitvinding voor het eerst zichtbaar. Dit was aan het eind van de 19e eeuw. Camillo Golgi en Ramon y Cajal kregen in 1906 de gedeelde Nobelprijs voor hun uitmuntende observaties en beschrijvingen van de neuronen in de hersenen. Aan het eind van de 19e eeuw waren er verschillende wetenschappers die aantoonden dat neuronen elektrisch geladen zijn en dat hun activiteit de elektrische status van andere neuronen kan beïnvloeden.

Voortschrijdend hersenonderzoek

Parallel aan dit onderzoek werkte Paul Broca met patiënten met hersenbeschadigingen. Hij ontdekte dat bepaalde gebieden van onze hersenen verantwoordelijk zijn voor bepaalde functies in ons lichaam. Tegelijkertijd werden deze bevinden als bewijs gezien voor de theorie van Franz Joseph Gall, dat de taalfunctie van de mens op een bepaalde plek in de hersenen is gesitueerd. Langzaam aan werden zo de structuren van onze hersenen blootgelegd. In 1962 legde Bernard Katz vast hoe neurontransmissies werken via de synapsen.

Foto: Mellimage – Fotolia

Neuroscience Campus Amsterdam

Wetenschapper — Mon, 29 Aug 2011 19:38:03 +0000

De neuroscience Campus in Amsterdam heeft als doel het menselijke brein te doorgronden. Door middel van een systematisch biologische methode wordt onderzoek gedaan naar het brein. In Nederland is dit de grootse neuroscience onderzoeks community op een campus verzameld. De focus van de campus ligt op moleculaire neurobiologie, van natuurkunde, genetica, en systeem biologie van de synaps tot de genetische basis van de hersenfuncties. Het onderzoek gaat in zijn algemeenheid in op biologische mechanismen die geestesziektes veroorzaken, daarbij gebruikmakende van de nieuwste technologieen.

Kennisindustrie

Neuroscience is kennisindustrie van groot belang geworden. Het is gericht op nieuwe bijdragen aan het begrip van het menselijke brein, daarnaast het zenuwstelsel en de kennis over hersenziekten.
Het hedendaags verwervde inzicht in het menselijk genoom, in de netwerken van genen, in de proteïnes, de interactie van zenuwcellen heeft een boel meer begrip van een aantal hele basale menselijke eigenschappen. Denk hierbij aan de hersenfuncties, bijvoorbeeld het bewustzijn en emotie en intuïtie.

Uniek

De neuroscience Campus in Amsterdam is uniek in Nederland, omdat er een campusbrede integratie van neurowetenschappers bestaat. De traditionele onderverdelingen tussen biomedische, biofysische, psychologische en klinische neurologie vervagen in het huidige onderzoek, dus een vergevorderde samenwerking is ontzettend belangrijk. De missie van het samenwerkingsverband is de bestudering van mechanismen die de basis vormen van hersenziekten. Denk bijvoorbeeld aan dementie en wittestofziekten.

Het brein

De hoofdbenadering is de systeembiologische benadering van het brein. Hiermee wordt op zoek gegaan naar bewijzen voor geheel nieuwe benaderingen in de vroege diagnose van hersenziekten. Hiermee kunnen nieuwe perspectieven op de huidige behandelingen ontstaan. De ‘oorzaken’ vinden van geestelijke aandoeningen, een behandeling hiervoor ontwikkelen en deze implementeren in de patientenzorg, zijn allemaal onderdelen van de ambitie van het instituut. De directeur beschrijft daarom ook ‘we care about the brain’, als zijnde een nieuwsgierigheid naar uit onderzoeken van iets heel moois, het menselijk brein.

Foto: Andrea Danti – Fotolia

Wat is neuroscience?

Wetenschapper — Wed, 03 Aug 2011 19:06:27 +0000

Neuroscience is de wetenschap die het zenuwstelsel onderzoekt. Oorspronkelijk is neuroscience een tak van biologie. Tegenwoordig is het echter een interdisciplinaire wetenschap geworden die met andere onderzoeksgebieden samenwerkt zoals scheikunde, informatica, engeneering, linguistiek, wiskunde, geneeskunde en gerelateerde disciplines als filosofie, natuurkunde en psychologie. De focus van neuroscience heeft zich verbreed naar vrijwel alle aspecten van het zenuwstelsel. De technieken die onderzoekers gebruiken hebben zich eveneens gigantisch uitgebreid.

De geschiedenis

Het onderzoek naar het zenuwstelsel is al deccennia oud. De roots zijn te herleiden op het oude Egypte. Er zijn oude documenten gevonden uit die tijd, waaruit blijkt dat men bijvoorbeeld gaten maakte in de schedel met als doel zware hoofdpijnen, of mentale afwijkingen te verbeteren. Ook verwijderden de Egyptenaren voor de mummificatie hersenen uit het hoofd. Men dacht toen dat het hart het centrum was van alle intellegentie. De studie naar het menselijke brein werd geavanceerder toen door de uitvindingen van de microscoop in de laat 19e eeuw.

Het zenuwstelsel

Het zenuwstelsel bestaat uit een netwerk van neuronen met ondersteuning van andere ondersteunende cellen. Neuronen vormen functionele netwerken, die allemaal verantwoordelijk zijn voor specifieke gedragingen in het organisme. Dat betekent neuroscience op verschillende niveau’s bestudeerd kan worden, van moleculen, cellen tot cognitieve activiteit. Op het moleculair niveau gaat de basisvraag over de mechanismen en signalen van moleculen, en de complexe patronen die daarin bestaan. Op dit niveau maakt men gebruik van moleculaire biologie en onderzoek naar de genen om uit te zoeken genetische veranderingen biologische functies beinvloeden.

Celniveau en cognitieve activiteit

Op het niveau van de cellen, gaan de fundamentele vragen over hoe neuronen signalen doorgeven. Er wordt gegeken hoe neurotransmitters en electrische signalen zorgen voor signalen in neuronen. Ten slotte is een groot deel van neuroscience zoals boven genoemd op het niveau van cognitieve activiteit. De vragen die hier gesteld worden gaan erover hoe neurale circuits gevormd worden en hoe functies als reflexen, motoriek, emotionaliteit, herinnering.

Foto: Rumkugel – Fotolia