Hoe goed je je weg vindt in een doolhof zou kunnen voorspellen of je de ziekte van Alzheimer zal ontwikkelen. Althans, dat is de conclusie van een onderzoek van Duitse wetenschappers dat recent werd gepubliceerd in het gerenommeerde Science tijdschrift (1). Uit het onderzoek is immers gebleken dat mensen met een hoog risico op Alzheimer een lagere activiteit hebben in cellen die instaan voor ruimtelijke oriëntatie, ook wel ‘grid cells’ genoemd.

Verband Alzheimer en doolhoven

Dat zegt je misschien wel iets, grid cells. Maar van wat ook weer? Wel, vorig jaar nog werd de Nobelprijs in Geneeskunde toegekend aan John O’Keefe, May-Britt Moser & Edvard Moser voor hun baanbrekende onderzoek naar place en grid cells. Dankzij deze cellen, kunnen we ons oriënteren, navigeren en krijgen we een idee van het concept ‘plaats’. Het was O’Keefe die ontdekte dat de ‘place cells’, gelegen in de hippocampus, instaan voor het signaleren van positie en zo het brein de mogelijkheid geven tot ‘spatial memory’, ofte een ruimtelijk geheugen (o.a. 2, 3, 4, 5, 6). De Mosers ontdekte daarentegen de grid cells, gelegen vlak naast de hippocampus in een deel van de hersenen dat de ‘entorhinale cortex’ genoemd wordt, die het brein dan weer voorzien van een soort intern coördinaten systeem, essentieel om te kunnen navigeren (o.a. 7, 8, 9).

Verband Alzheimer en doolhoven
Verband Alzheimer en doolhoven

Eerder werd reeds aangetoond dat de ziekte van Alzheimer begint met veranderingen in de ‘entorhinale cortex’ –waar zich de grid cells bevinden- en dit lange tijd voor er effectieve Alzheimer-gerelateerde symptomen waar te nemen zijn. Dit was dan ook de insteek voor het Duitse onderzoek: het opmeten van het functioneren van de grid cells, die zoals eerder gezegd instaan voor ruimtelijke oriëntatie, aan de hand van een navigatie-taak in een soort virtuele doolhof en ‘functionele MRI’ (fMRI; techniek die wetenschappers toelaat om een stimulus aan te bieden of een persoon een taak te laten uitvoeren en om simultaan de hersenactiviteit in kaart te brengen) (1).

Verband Alzheimer en doolhoven

In het onderzoek werden 2 groepen vergeleken: een groep met een specifiek gen (meer specifiek het APOE- ε4 gen), waarvan men weet dat ze een hoger risico lopen op het ontwikkelen van Alzheimer en een controle groep. Hun bevindingen waren als volgt: beide groepen waren vergelijkbaar in ruimtelijk geheugen, een taak van de place cells in de hippocampus (zie hierboven), maar de risico groep scoorde minder goed wat betreft de functie van hun grid cells in de entorhinale cortex. Bijgevolg presteerden ze dus ook minder goed in de virtuele doolhof dan hun controlegroep. Dit zijn interessante resultaten die verder uitgediept moeten worden, aangezien risicopersonen aan de hand van deze navigatietaak redelijk eenvoudig en kost-efficiënt opgespoord kunnen worden in een vroegtijdig stadium.

Alzheimer is één de meest bestudeerde ziektes, maar tot op heden blijven nog veel vragen onbeantwoord. Zo is het nog steeds heel moeilijk om de ziekte in een vroeg stadium of zelfs voor het ontwikkelen van enige symptomen op te sporen. Het identificeren van zogenaamde ‘biomarkers’ (= biologische kentekens), zoals in deze studie, die zouden aantonen dat een bepaald individu meer risico loopt op het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer, is dan ook cruciaal,  aangezien dit op zijn beurt dan weer kan zorgen tot een vroege identificatie en een betere medische opvolging van de risico-personen.

Referenties

  1. Kunz L, Schröder TN, Lee H, Montag C, Lachmann B, Sariyska R, Reuter, Stirnberg MR, Stöcker T, Messing-Floeter PC, Fell J, Doeller CF, and Axmache N (2015). Reduced grid-cell-like representations in adults at genetic risk for Alzheimer’s disease. Science, ePub ahead of print.
  2. O’Keefe, J. (1976). Place units in the hippocampus of the freely moving rat. Exp Neurol 51, 78-109.
  3. O’Keefe, J., and Conway, D.H. (1978). Hippocampal place units in the freely moving rat: why they fire where they fire. Exp Brain Res 31, 573-590.
  4. O’Keefe, J., and Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res 34, 171-175.
  5. O’Keefe, J., and Nadel, L. (1978). The Hippocampus as a Cognitive Map (Oxford Univeristy Press ).
  6. O’Keefe, J., and Speakman, A. (1987). Single unit activity in the rat hippocampus during a spatial memory task. Exp Brain Res 68, 1-27.
  7. Brun, V.H., Otnass, M.K., Molden, S., Steffenach, H.A., Witter, M.P., Moser, M.B., and Moser, E.I. (2002). Place cells and place recognition maintained by direct entorhinal-hippocampal circuitry. Science 296, 2243-2246.
  8. Fyhn, M., Hafting, T., Treves, A., Moser, M.B., and Moser, E.I. (2007). Hippocampal remapping and grid realignment in entorhinal cortex. Nature 446, 190-194.
  9. Fyhn, M., Molden, S., Witter, M.P., Moser, E.I., and Moser, M.B. (2004). Spatial representation in the entorhinal cortex. Science 305, 1258-1264.