Om je werkweek goed te starten, elke maandag een tof wetenschappelijk of technisch beeld op onze site. Deze keer: van kikkerdril naar kikker, terwijl de hersenen continu worden gevolgd.  

Alle volwassen kikkers zijn ooit begonnen als kikkervisje – en daarvoor als kikkerdril. Tijdens het opgroeien verandert niet alleen het lijf, maar moet ook het brein zich flink ontwikkelen. Hoe dat precies gebeurt, was lastig te volgen. Tot nu toe konden onderzoekers alleen meekijken via MRI-beelden met lage resolutie of met elektroden, die het brein vaak beschadigen omdat ze bijvoorbeeld tegen hersenweefsel aan duwen als het groeit of immuunreacties uitlokken. 

In het kikkervisje op deze foto hebben wetenschappers, toen het nog kikkerdril was, materiaal geplaatst dat zacht genoeg is om ‘mee te vervormen’ met het brein tijdens de groei. Met immunofluorescentie – een laboratoriumtechniek waarmee je specifieke structuren zichtbaar kan maken doormiddel van lichtgevende stoffen – is het apparaat te zien. Op deze manier kunnen ze voor het eerst continu de hersenontwikkeling volgen, zonder schade aan te richten. Ze schrijven erover in Nature.  

Lees ook:

• Fossiel van oudste kikkervis gevonden, en die was verrassend groot
• Geamputeerde kikkerpoot groeit (bijna helemaal) terug

Cyborgkikker 

Het materiaal – een perfluorpolymeer – lijkt qua structuur op hersenweefsel. De onderzoekers brachten hier ultradunne geleidende draadjes in aan, precies op de plek waar de hersenontwikkeling start. Een stukje van het elektronische implantaat steekt uit (het gele boemerangvormpje) – dit kunnen ze koppelen aan een computer die de hersenactiviteit meet.   

En dat verliep goed: het implantaat bleef functioneren terwijl het brein groeide. Het riep geen afweerreactie op, en het brein raakte niet beschadigd. Het kikkerdril werd een gezond kikkervisje, die zich gewoon ontwikkelde tot een volwassen kikker – al is die nu wel een cyborg. 

Bevestiging 

Uit de gegevens blijkt dat eerdere bevindingen worden bevestigd: precies zoals verwacht verandert de hersenactiviteit mee met de ontwikkeling van het brein. In een ander experiment zagen de onderzoekers bovendien dat na een amputatie van de staart de hersenactiviteit in het bijbehorende gebied terugkeert naar een patroon dat kenmerkend is voor een eerdere ontwikkelingsfase. 

De onderzoekers testen de techniek binnenkort ook bij knaagdieren, waarvan de hersenontwikkeling al start in de baarmoeder. Om dat te kunnen onderzoeken laten ze de bevruchting daarom plaatsvinden in een laberatoriumschaaltje. Uiteindelijk hopen ze hiermee meer inzicht te krijgen in de ontwikkeling van hersenaandoeningen, en in hoe het brein zich herstelt na verwondingen. 

Bronnen: Nature, New Scientist  

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!