Een nieuwe techniek die met behulp van een virus de zenuwen volgt op hun weg van de neus naar de hersenen laat zien hoe muizen kunnen ruiken wanneer er een kat aankomt.

Muizen kunnen natuurlijk het beste bij roofdieren uit de buurt blijven. Maar hoe weten ze voor welke geur ze bang moeten zijn en voor welke juist niet? Dat speciale geurontvangers (receptoren) in de neus de geursignalen oppikken en dat die signalen vervolgens ergens in de hersenen worden verwerkt, was al bekend. Maar de zenuwbedrading van het leerproces dat achter het herkennen van geuren zit, was tot nu toe nog een mysterie. Bioloog Liqun Luo en zijn team van de Stanford-universiteit zijn nu een stap dichter bij de ontrafeling daarvan.

De onderzoekers ontwikkelden een unieke methode die met behulp van virussen de afslagen in kaart brengt die reuksignalen nemen vanaf de reukkolf (reuksignalen vanuit de neus komen hier het eerst langs) op weg naar verwerking in de hogere hersengebieden. Op deze manier verkregen Luo en collega’s een goed beeld van dit ‘knooppunt’ van ‘reuksnelwegen’.

Luo en collega’s gebruikten dezelfde techniek eerder om de zenuwwegen van het reuksysteem in de fruitvlieg te bestuderen. Maar deze moest wel eerst worden aangepast voor gebruik in muizen, omdat muizenhersenen een stuk groter en complexer zijn.

Om de zenuwuiteinden over grote afstand te kunnen volgen, injecteerden Luo en collega’s twee virussen in de zogenoemde reukschors van de muis. Het eerste virus diende om ‘de weg vrij te maken’, oftewel de zenuwcellen vatbaarder te maken voor infectie. Een tweede virus – gemarkeerd met een rood fluorescerende kleur – baande zich vervolgens via ‘zenuwsnelwegen’ een weg naar de reukkolf. Het omgekeerde dus van de reuksignalen, die juist op weg zijn naar de reukschors. In plakjes van de muizenhersenen konden de wetenschappers vervolgens de rode kleur van de virussen duidelijk terugzien in de reukkolf.

Het blijkt dat de meeste reuksignalen, op weg naar de reukschors, vanaf de bovenkant van de reukkolf komen. Dit verklaart de snelle reactie op de geur van een roofdier: de muis ruikt de kattengeur, wordt bang en probeert de kat te mijden. Reuksignalen op weg naar hersencentra die het leerproces regelen, komen echter van willekeurige plekken op de reukkolf. Dit gebrek aan organisatie maakt dit hersengebiedje behoorlijk flexibel. Ideaal voor het leerproces: de muis leert voor welke geuren hij bang moet zijn.

Volgens Luo is de organisatie van het herkennen en verwerken van al die verschillende geuren die de muis opvangt iets is wat hij waarschijnlijk deelt met vele andere zoogdieren, of zelfs met de fruitvlieg. Hij denkt dan ook dat zijn ‘virustechniek’ niet alleen nog veel meer informatie kan opleveren over het geursysteem van muizen, maar na aanpassing ook bij andere zoogdieren, bijvoorbeeld de mens. Daarnaast kan de methode worden toegepast bij onderzoek naar andere zenuwpaden, zoals die van andere zintuigen of zelfs de paden die een rol spelen bij beweging.

Bronnen: Stanford University, Stanford University op PhysOrg.com

Beeld: Matt Reinbold/CC BY-SA 2.0