Het menselijk brein heeft unieke cognitieve vermogens ten opzichte van dieren. Maar het is ook kwetsbaar voor ziekten die cognitieve achteruitgang en neurodegeneratie met zich meebrengen, zoals Alzheimer. Wat maakt het menselijk brein zo anders? Het team van neurowetenschapper Goriounova denkt dat het antwoord in de functie van neuronen in onze hersenen ligt. In de loop van de evolutie zouden onze neuronen eigenschappen hebben kunnen ontwikkeld om sneller en efficiënter informatie te verwerken in een groter brein, maar die de neuronen ook kwetsbaarder hebben gemaakt.
Neuronen
Eerder toonde Goriounova al aan dat het menselijk brein gespecialiseerde neurontypen bevat met specifieke eigenschappen die verband houden met IQ-scores. Deze neuronen zouden cruciaal kunnen zijn voor de menselijke cognitie, omdat ze selectief verloren gaan bij cognitieve stoornissen. Hoe deze neuronen functioneren en verbindingen vormen in het menselijk brein is nog onbekend.
In haar ERC-voorstel zal Goriounova haar voorspelling toetsen dat corticale berekeningen in het menselijk brein afhankelijk zijn van een sterk onderling verbonden netwerk van deze speciale typen neuronen, die snelle en sterke verbindingen vormen en door specifieke receptoren nauwkeuriger kunnen worden afgesteld om de rekenkracht te vergroten.
Levend hersenweefsel onderzoeken
Deze vragen kunnen alleen worden onderzocht in volwassen levende menselijke neuronen in hun intacte netwerken. Dat is extreem uitdagend vanwege de moeilijke toegang tot de menselijke hersencellen. Goriounova werkt daarom samen met verschillende ziekenhuizen in Nederland waar mensen met tumoren of epilepsie worden behandeld. Tijdens een chirurgische behandeling verwijdert de neurochirurg ook een klein stukje gezond corticaal weefsel om toegang te krijgen tot de kern van de ziekte. Dit menselijke hersenweefsel kan in leven worden gehouden en worden gebruikt om te bestuderen hoe neuronale cellen functioneren in hun intacte verbindingen.
Door preoperatieve gegevens van dezelfde patiënten te verzamelen, kan het team nu neuronale functie koppelen aan levende hersennetwerkactiviteit en cognitieve scores van deze patiënten. Deze methoden maken het mogelijk om de vraag te beantwoorden naar de gespecialiseerde functie van menselijke neuronen die relevant is voor cognitie.
Consolidator Grant
De ERC gebruikt de Consolidator Grant om uitmuntende hoofdonderzoekers voor een periode van vijf jaar te ondersteunen in het carrièrestadium waarin zij mogelijk nog bezig zijn hun eigen onafhankelijke onderzoeksteam of programma op te zetten. Goriounova ontvangt 2 miljoen euro voor haar project.