Kunnen labgekweekte neuronen met nieuwe microfluïdetechniek echte hersenplasticiteit nabootsen?

AmsterdamOnderzoekers van de Tohoku Universiteit hebben vooruitgang geboekt in het begrijpen van hoe neuronen die in het laboratorium gekweekt zijn zich kunnen gedragen zoals die in levende hersenen. Neurale plasticiteit is een cruciaal proces voor leren en geheugen, maar neuronen die in het lab worden gekweekt, hebben moeite om deze eigenschap te tonen. Deze gekweekte neuronen vuren meestal willekeurig en tegelijkertijd af. Echter, door nieuwe microfluidische technologie begint deze uitdaging te worden overwonnen.

Tohoku University heeft een geavanceerd model ontwikkeld met behulp van minuscule apparaatjes voor vloeistofcontrole. Deze apparaten zijn cruciaal dankzij verschillende innovatieve eigenschappen.

• Ze zorgen ervoor dat neuronen gestructureerde netwerken kunnen vormen die lijken op die van het zenuwstelsel van dieren.
• De grootte en vorm van microkanalen in het apparaat kunnen worden aangepast om de kracht van neuronale interacties te regelen.
• Ze ondersteunen de ontwikkeling van diverse neuronale groepen, wat de studie van meerdere interactieve netwerken mogelijk maakt.

De ontworpen netwerken vertoonden ingewikkelde activiteitspatronen en konden veranderen na herhaalde stimulatie. Dit duidt erop dat ze neurale plasticiteit nabootsen, wat een beter model biedt voor hoe echte breinen leren en zich aanpassen.

Lees ook:

3 februari 2025 · 01:32

Vroegtijdige Griekse loodvervuiling onthult maatschappelijke veranderingen en economische transities in oude beschavingen

De studie van de hersenwerking is uitdagend vanwege de enorme complexiteit ervan. Het gebruik van traditionele diermodellen is moeilijk door hun ingewikkelde netwerken. Neuronen die in laboratoria worden gekweekt, zijn makkelijker te onderzoeken en bevorderen ons begrip van leer- en geheugenprocessen. Toch is het een grote opgave om deze neuronen zich te laten gedragen als echte neuronen. Het gebruik van kleine apparaatjes die natuurlijke interacties tussen neuronen nabootsen, biedt een veelbelovende oplossing.

Deze bevindingen kunnen leiden tot betere intelligente systemen. Door de aanpassingsmogelijkheden van deze neuronen te benutten, kunnen onderzoekers verbeterde modellen ontwikkelen voor hersenfuncties zoals geheugen. Dit is cruciaal voor het bestuderen van hoe de hersenen werken en voor het ontwikkelen van kunstmatige intelligentiesystemen die gebruikmaken van leermethoden gebaseerd op biologische processen.

Het bestuderen van hoe in het lab gekweekte neuronen functioneren, kan een revolutie teweegbrengen in de behandeling van hersenziekten, met name die welke de flexibiliteit van de hersenen beïnvloeden, zoals de ziekte van Alzheimer en andere degeneratieve aandoeningen. Naarmate het onderzoek vordert, zullen deze modellen cruciaal blijken om kunstmatige systemen te verbinden met menselijke hersenfuncties, wat zal leiden tot nieuwe inzichten en innovaties in beide domeinen.