Hoe slaan we herinneringen op?

Waarschijnlijk kun je je nog herinneren wat de kleur was van je tienerkamer. Het ophalen van deze herinnering is mogelijk dankzij langdurige veranderingen in je hersenen. Voor de vorming van een nieuwe herinnering moeten er elke keer weer veranderingen plaatsvinden. Dit gebeurt in synapsen, het contactpunt tussen twee zenuwcellen waar elektrische signalen van de ene zenuwcel naar de andere zenuwcel worden verstuurd. Als deze veranderingen blijvend zijn, dan wordt er een herinnering voor lange tijd gemaakt. Maar hoe werkt dit nou precies?

Communicatie tussen zenuwcellen

Zenuwcellen communiceren met elkaar via een stapsgewijs proces. Allereerst wordt er in een zenuwcel een elektrisch signaal gemaakt en doorgestuurd over lange afstanden dat uiteindelijk zorgt voor de vrijlating van chemische signalen vanuit de synaps. Het vervoeren van deze signalen wordt uitgevoerd door neurotransmitters. Ze verspreiden zich vanuit deze verzendende zenuwcel naar de ontvangende zenuwcel. Zodra de neurotransmitters bij de ontvangende zenuwcel aankomen kunnen ze een binden aan specifieke contactpunten, receptoren genaamd, op deze zenuwcel.

De interactie tussen een neurotransmitter en een receptor is te vergelijken met een sleutel die in het slot past: de juiste neurotransmitter, de sleutel, kan de receptor, het slot, activeren. De wisselwerking tussen neurotransmitters en receptors brengt een reeks processen op gang die de boodschap weer omzetten in een elektrisch signaal. De receptoren laten de neurotransmitters hierna weer vrij, zodat die kunnen worden afgebroken of opnieuw kunnen worden opgenomen in de verzendende zenuwcel. De receptoren zijn weer vrij om nieuwe signalen te ontvangen.

Onmisbare processen

Om lange termijn herinneringen aan te maken zijn twee tegenovergestelde processen onmisbaar. Bij het ene proces is er spake van langdurige toename in de sterkte van een synaps, terwijl het andere proces juist zorgt voor een afname van de werking van een synaps. Deze processen vinden bijna overal in onze hersenen plaats maar vooral in de hippocampus. De hippocampus is een hersengebied dat belangrijk is voor het vastleggen van nieuwe herinneringen.

Langdurige herinneringen vastleggen

Hoe deze herinneringen precies worden vastgelegd, hangt af van het type zenuwcel. Wanneer de sterkte van een synaps toeneemt is er meestal ook sprake van een toename van het aantal receptoren op de ontvangende zenuwcel. Glutamaat is de meest voorkomende neurotransmitter in ons zenuwstelsel en bindt aan verschillende receptoren.

Door toename van het aantal receptoren op de ontvangende zenuwcel worden er meer elektrische signalen in de cel toegelaten. Deze signalen bestaan onder andere uit calcium moleculen (Ca2+). De toename van de hoeveelheid calcium die nu in de cel plaatsvindt zet een reeks moleculaire processen op gang, waaronder de activatie van verschillende enzymen. Deze stoffen kunnen ervoor zorgen dat de synaps versterkt wordt doordat ze bijvoorbeeld toename van receptoren stimuleren. Meer receptoren op de ontvangende cel maakt de synaps namelijk gevoeliger voor neurotransmitters en hiermee efficiënter in het doorgeven van informatie.

Wanneer die stimulatie voor het versterken van een synaps steeds plaatsvindt door herhaalde ervaringen, wordt een eiwit genaamd CREB geactiveerd. Die herhaling is bijvoorbeeld het dagelijks zien van de kleur van je kamer. CREB kan vervolgens de aanmaak van andere eiwitten aansturen die belangrijk zijn om de toename in die synaptische sterkte vast te houden. Door het stabiliseren van de synaptische sterkte is het mogelijk om een herinnering vast te leggen en op te slaan in het lange-termijn geheugen.

Kortom, er is een hele reeks processen nodig in ons brein om ervoor te zorgen dat we na al die jaren nog steeds weten wat de kleur van onze tienerkamer was.

Meer Informatie

Bij het Nederlands Herseninstituut houdt de Kole groep zich bezig met het ontstaat van actiepotentialen en hoe deze worden doorgegeven via de synaps.

Deze tekst is gebaseerd op een artikel van BrainFacts.org – Society for Neuroscience