Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!

Het verband tussen een geur en de herinnering wordt opgeslagen in de orbitofrontale cortex, een hersengebied vlak bij de oogkassen. Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam (UvA) hebben een belangrijk radertje in het hersenmechanisme ontdekt dat zorgt voor deze opslag. Daarmee kunnen ze verklaren hoe de hersenen de waarde en emotionele consequentie van zintuiglijke prikkels leren onthouden.

De geur van een banaan kan verschillende reacties oproepen. Geeft de geur aan dat de banaan goed zal smaken? Of juist dat de banaan voedzaam is en dus van waarde is? De associatie tussen geur en waarde is van belang voor het nemen van de beslissing om de banaan te eten of niet.

De onderzoekers vonden dat cellen in de orbitofrontale cortex bij de reactie op twee verschillende geuren sterker actief worden voor de ene of de andere geur, afhankelijk van de koppeling van die geur met beloning. Wanneer de NMDA-receptor - een eiwitmolecuul belangrijk voor de chemische signaaloverdracht tussen hersencellen - geblokkeerd werd, werd voorkomen dat de cellen onderscheid gingen maken tussen de geuren.

Met deze ontdekking is een belangrijke moleculaire schakel opgehelderd voor het ontwikkelen van voorkeuren bij de reactie op omgevingsprikkels. De resultaten van het onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Neuron.

Onderscheid tussen geuren

Promovendi Marijn van Wingerden, Martin Vinck en collega’s werkend in de groep van Cyriel Pennartz aan het Swammerdam Institute for Life Sciences van de UvA lieten ratten onderscheid maken tussen twee verschillende geuren. Bij de ene geur (bijv. citroen) werd een loopactie van het dier beloond (met bijv. suikerwater); bij de andere geur (rozemarijn) werd dezelfde actie gevolgd door een onprettige uitkomst (kinine-oplossing). Ondertussen brachten de onderzoekers de elektrische activiteit van vele afzonderlijke cellen in de orbitofrontale cortex in kaart. Een deel van de cellen bleek te reageren op het aanbieden van geuren.

Elke dag van het experiment werden nieuwe geuren aangeboden. Hierdoor kregen de dieren in elke nieuwe sessie de taak om uit te zoeken welke van de twee geuren ‘positief’ was (voorspellend voor beloning), en welke ‘negatief’ (voorspellend voor onprettige uitkomst). Te zien was hoe de cellen in de orbitofrontale cortex steeds meer verschil in elektrische respons op de geuren lieten zien, parallel met het leergedrag.

De tweede stap was om te bestuderen of een farmacologisch stofje effect had op de elektrische activiteit. Dit stofje grijpt aan op een receptor die belangrijk is voor de chemische signaaloverdracht tussen hersencellen. Het stofje bleek de ontwikkeling van de onderscheidende activiteit van de orbitofrontale neuronen te voorkomen zonder de 'normale' eigenschappen van de cellen aan te tasten.

Ten slotte ontdekten de onderzoekers dat het blokkeren van de NMDA-receptor ook gevolgen heeft voor het elektrische ritme waarin orbitofrontale neuronen samen actief zijn. Deze laatste bevinding is zeer interessant voor psychiatrische aandoeningen waarbij de orbitofrontale cortex betrokken is, zoals depressie en obsessief-compulsieve stoornissen.

Publicatiegegevens

Van Wingerden M., Vinck M.A., Tijms V., Rebelo da Silva I., Jonker A.J., Pennartz C.M.A.: ‘NMDA receptors control cue-outcome selectivity and plasticity of orbitofrontal firing patterns during associative stimulus-reward learning.’ Neuron (21 nov. 2012).

Bekijk het artikel