Samenvatting Chris de Zeeuw
Lees hier de samenvatting van de lezing, Chris de Zeeuw
Hersentaal: van signaal naar boodschap
Zenuwcellen in onze hersenen communiceren op digitale wijze met elkaar door zogenaamde elektrische spike signalen te genereren, uit te zenden en te ontvangen. Tot nu toe gaan de meeste theorieën over communicatie in de hersenen ervan uit dat toe- of afname van de gemiddelde spikeactiviteit de belangrijkste bron van de uitwisseling van informatie is, die uiteindelijk verandering van gedrag teweegbrengt. Recente elektrofysiologische opnamen tijdens leerexperimenten wijzen er echter op dat de consolidatie van aangeleerd motorisch gedrag sterk afhankelijk is van de formatie van nauwkeurige temporele patronen van series van spikes, meer dan van de gemiddelde frequentie waarmee de spikes worden afgevuurd. Verstoringen van deze patronen – ofwel door te veel regelmaat te veroorzaken in de spike activiteit, ofwel door extra ruis te creëren – kan leiden tot serieuze problemen in de vorming van het geheugen en/of neurologische aandoeningen. Prof.dr. Chris de Zeeuw laat in de Lof der Geneeskunde zien hoe netwerken in de hersenen volmaakt ontworpen zijn om specifieke temporele patronen van spike-activiteit te creëren; welke factoren deze patronen kunnen verstoren en neurologische aandoeningen kunnen veroorzaken; en hoe deformatie van deze patronen wellicht in de toekomst kan worden voorkomen en behandeld.
Neurons in the brain communicate with each other in a digital fashion by evoking or silencing so-called spike activities. So far, most theories about communication in the brain assume that increases and decreases of average spike activities form the main sources of information exchange that will ultimately induce changes in behavior. However, recent electrophysiological recordings during learning experiments indicate that consolidation of learned motor behavior depends heavily on the formation of precise temporal patterns of spike trains rather than their average firing frequency. Disturbances in these patterns, either by forcing the spikes to fire too regular or by increasing their noise level, can lead to serious problems in memory formation and/or neurological diseases. In this Praise of Medicine Lecture I will illustrate how particular networks in the brain are perfectly designed to create specific temporal patterns of spike activities, which factors can disturb these patterns and cause neurological disease, and how deformation of these patterns might be rescued and treated in the future.