Beter leren door dopamine

Nieuws | de redactie

30 juni 2010 | UvA-onderzoeker Francesco Battaglia heeft relevante vooruitgang geboekt in het begrijpen van de manier waarop we waardevolle informatie opslaan. Hij bewees met zijn Franse collega’s de cruciale rol van de chemische stof Dopamine bij ons leerproces.

Francesco Battaglia van het Swammerdam Institute for Life Sciencesvan de UvA onderzocht met wetenschappers van het CNRS-Collège deFrance hoe het komt dat hersenen slechts de essentiële delen van deconstante informatiestroom opslaan. Van belang hierbij zijn dehippocampus en de prefrontale cortex, twee hersenstructuren met eengrote rol in leren en geheugen. De overeenstemming tussen beidestructuren wordt mogelijk veroorzaakt door de chemische stofdopamine. Deze ontdekking is belangrijk om aandoeningen waarbijsprake is van verstoorde communicatie tussen hersengebieden, zoalsschizofrenie, beter te begrijpen, aldus de onderzoekers.

Cruciaal beslissingsmoment

Battaglia en zijn collega’s gingen te werk door eerst ratten ineen gedragstaak enkele regels aan te leren. Door de neuraleactiviteit van de hippocampus en de prefrontale cortex te metentoonden de onderzoekers aan dat deze hersenstructuren hunactiviteit synchroniseerden vanaf het moment dat de dieren degedragsregels begrepen. De neuronen van de twee structuren wordendan tegelijkertijd geactiveerd waardoor hun verbindingen sterkerworden. Er wordt dus een geheugenspoor gevormd die relateert aaneen cruciaal beslissingsmoment van de taak.

De onderzoekers hebben gekeken naar de rol van dopamine in dehippocampus en de prefrontale cortex. Het bleek dat het toedienenvan deze stof in de prefrontale cortex hetzelfde effectveroorzaakte als ze tijdens het leerproces hadden waargenomen: detwee structuren synchroniseerden hun activiteit opnieuw. Op dezemanier wordt gedrag dat leidt tot een beloning opgeslagen. Hetbleek dat dopamineconcentratie in de hersenen werd vergroot wanneerde ratten een beloning ontvingen.

Slapend slim worden

Uit voorgaande studies (zoals de ‘zebravinkstudie‘) is gebleken dat informatieeerst de hippocampus binnenkomt en later voor lange termijn wordtopgeslagen in de cortex. Al eerder was door onderzoekers van de UvAen het Laboratory for the Physiology of Perception and Action vanhet CNRS-Collège de France aangetoond dat deze twee structuren metelkaar communiceren tijdens slaap, wat mogelijk het overbrengen vaninformatie van de hippocampus naar de prefrontale cortexvergemakkelijkt. Dit is het zogenoemde memory consolidation-proces:het incorporeren van nieuwe informatie in onze al bestaande kennis,die in de cortex ligt opgeslagen.