De hersenen zijn opgebouwd uit miljarden neuronen die onderling talloze verbindingen maken. Deze complexe neuronale netwerken liggen ten grondslag aan de vele functies van de hersenen, variërend van het verwerken van zintuigelijke informatie tot hogere mentale functies zoals geheugenprocessen. Verstoringen in (de ontwikkeling van) de neuronale netwerken kunnen leiden tot hersenaandoendingen zoals bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer, schizofrenie en epilepsie. In deze projectaanvraag willen we het functioneren van neuronale netwerken bestuderen. Daarbij richten we ons op de vraag hoe de prikkelbaarheid van verschillende type neuronen (zoals inhiberende neuronen) – als functionele bouwstenen van
netwerken – wordt gereguleerd en hoe dat zich vertaalt naar de prikkelbaarheid van een netwerk van neuronen. Onder prikkelbaarheid wordt verstaan in welke mate de elektrische activiteit van neuronen/netwerken wordt beïnvloed door input van andere neuronen/netwerken. Een specifiek aspect van ons onderzoek is de hersenontwikkeling. Daarbij vragen we ons af welke processen een rol spelen bij netwerkformatie en hoe een verstoorde hersenontwikkeling leidt tot een afwijkende netwerkprikkelbaarheid en daarmee samenhangend pathologische situaties (zoals epilepsie). We richten ons daarbij op verschillende signaleringssytemen (neurotransmittersystemen) in de hersenen om te onderzoeken hoe die bij de regulatie van de prikkelbaarheid van neuronen en netwerken betrokken zijn. Centraal in ons onderzoek staan twee hersengebieden, het parahippocampale gebied en de hippocampale formatie (PHR-HF) en de prefrontale cortex (PFC). Onze groep heeft veel ervaring met onderzoek naar deze twee gebieden, die beiden van belang zijn voor o.m. allerlei geheugenprocessen. Ons onderzoek zal niet alleen inzicht verschaffen in hoe de PHR-HF en PFC netwerken functioneren maar ook hoe een afwijkende netwerkprikkelbaarheid (als gevolg van bijvoorbeeld een verstoorde hersenontwikkeling) leidt tot hersenaandoeningen.
Wetenschappelijk belang: het verkrijgen van een fundamenteel inzicht in het functioneren van PHR-HF en PFC in het volwassen brein en hoe deze netwerken zich formeren tijdens de ontwikkeling. Daarbij zal inzicht worden verkregen in de rol van inhiberende neuronen en signalleringssystemen bij beide processen. Maatschappelijk belang: we zullen meer inzicht verkrijgen in hersenaandoeningen (bv. schizofrenie en epilepsie) waarvan bekend is dat een verstoorde ontwikkeling en/of een afwijkende netwerkprikkelbaarheid een rol speelt. Tevens zal het onderzoek nieuwe targets (in bv. de diverse
signaleringssystemen) kunnen identificeren die mogelijk kunnen dienen voor toekomstige farmacotherapeutische behandelmethoden voor die aandoeningen.
In dit onderzoek wordt gewerkt met ratten en muizen. (Embryo's, pasgeboren en volwassen muizen.)