Onderzoekers stellen "grootste atlas van onze hersencellen ooit" samen: ruim 3.300 verschillende types 

Onze hersenen vormen het meest complexe orgaan in ons lichaam. Ze helpen ons praten, lezen, bewegen, nadenken, voelen en zoveel meer. Er bestaat een enorme diversiteit op celniveau.

Neuronen of zenuwcellen zijn fundamenteel. Ze laten ons toe om signalen te ontvangen en geven, bijvoorbeeld bij het overzetten van bevelen naar de spieren. Ieder van ons heeft er tientallen miljarden van, maar neuronen zijn maar de helft van het verhaal. We hebben nog veel meer andere hersencellen.

Het onderzoek gebeurde op basis van hersenbiopsieën van zowel levende als overleden donoren. Miljoenen cellen werden van naderbij bekeken. "Dit opent een heel nieuw tijdperk in de menselijke neurowetenschap", vertelt Ed Lein aan The New York Times. Lein is neurowetenschapper aan het Allen Institute for Brain Science in Seattle (VS) en leidde vijf van de studies. 

Er zijn nu 3.313 celtypes gedefinieerd, ongeveer tien keer meer dan vroeger. Ze kunnen opgedeeld worden in 461 brede categorieën. "Al die celtypes hebben verschillende eigenschappen en worden bij aandoeningen wellicht op een andere manier aangetast", zegt Ed Lein.

De onderzoekers brachten ook in kaart welke set van genen gelinkt is aan welke celtype, en waar zich welke hersencellen bevinden. Toch blijft Lein bescheiden: hij noemt de nieuwste atlas slechts "een eerste versie".

Hij denkt dat er maar een klein deel van al onze hersencellen in kaart is gebracht. Hun totale aantal wordt geschat op 170 miljard cellen. Tegelijk blijven de exacte functies en de werking nog voor een groot deel een mysterie. 

Het soort neuronen verschilt vrij sterk naargelang de positie in de hersenen, net als de mix tussen neuronen en andere hersencellen. "De hersenstam, die ons brein verbindt met ons ruggenmerg, blijkt een hoog aantal verschillende neuronentypes te bevatten", vertelt mede-auteur Sten Linarsson van het Karolinska Institute in Stockholm in het vakblad Nature. "Een van de grote verrassingen is hoe ongelooflijk complex de hersenstam is." (zie onderstaande tekening, 'brainstem') 

Ook in verschillende lagen van de cerebrale cortex of hersenschors, meer aan de buitenkant van onze hersenen, vonden de onderzoekers nieuwe types hersencellen. Die zone is verantwoordelijk voor het uitvoeren van complexere dingen zoals taal en plannen maken voor de toekomst. Maar de grootste diversiteit aan hersencellen ligt dus in de hersenstam. 

De nieuwe bevindingen kunnen ook het onderzoek naar mentale aandoeningen vooruit helpen. Bing Ren en zijn team aan de University of California, San Diego, focusten specifiek op dat aspect. Ze bekeken onder meer hoe ruim een miljoen hersencellen van drie donoren toegang krijgen tot genetische informatie en die gebruiken. 

De onderzoekers konden een verband blootleggen tussen bepaalde types hersencellen en schizofrenie, bipolaire stoornis en depressie. 

Ze legden ook een verband tussen microgliacellen - een soort immuuncel in ons brein - en de ziekte van Alzheimer, een van de meest voorkomende vormen van dementie. "Deze atlas kan als basis dienen om sneller te leren begrijpen hoe bepaalde ziektes op celniveau ontstaan", zegt Ed Lein. Want er is nog heel veel dat de wetenschappers niet weten. 

De nieuwste atlas laat wetenschappers ook toe om beter te begrijpen hoe het menselijke brein verschilt van dat van andere primaten zoals chimpansees en gorilla's.

Trygve Bakken, neurowetenschapper aan het Allen Brain Institute, kwam er samen met zijn collega's op uit dat een aantal genen die de mens uniek maken, te maken hebben met het bouwen van verbindingen tussen neuronen, de zogenoemde synapsen die de communicatie tussen neuronen verzorgen. "Het zijn die verbindingen die ons onderscheiden van chimpansees", zegt Bakken. 

Dit artikel is gebaseerd op bijdragen in Nature, Reuters en The New York Times.