Hersencellen in het brein communiceren met elkaar door middel van verbindingen die we synapsen noemen. In een synaps wordt een signaal van de ene hersencel (de ‘zender’) omgezet naar signalen in de volgende hersencel (de ‘ontvanger’). Elke hersencel ontvangt ~10.000 synaptische signalen en stuurt signalen naar evenzoveel andere hersencellen, waardoor er complexe netwerken ontstaan. Hersenverbindingen liggen niet vast, maar synapsen veranderen voortdurend. Synapsen kunnen sterker of zwakker worden, en er kunnen ook synapsen gevormd of verwijderd worden. Elke keer als we iets meemaken en/of iets leren, veranderen de synapsen in ons brein een klein beetje. Daardoor reageren onze hersencellen een volgende keer net iets anders, waardoor uiteindelijk ons gedrag verandert. Om deze leer- en aanpassingsprocessen in de hersenen te begrijpen is het van belang om een onderscheid te maken tussen stimulerende (excitatoire) en remmende (inhibitoire) synapsen. De stimulerende synapsen zijn veruit in de meerderheid en er is redelijk veel over deze synapsen bekend. Het wordt echter steeds duidelijker dat juist de remmende synapsen een cruciale rol spelen in het leer- en aanpassingsvermogen van ons brein. We weten nog te weinig over de remmende synapsen. In veel hersenziekten gaat er iets mis op het nivo van de synaps. Voorbeelden hiervan zijn epilepsie, autisme, schizofrenie, en de ziekte van Alzheimer. Om te begrijpen hoe deze ziektes ontstaan, en belangrijker: hoe we ze uiteindelijk kunnen voorkomen of genezen, moeten we beter begrijpen hoe synapsen gevormd worden en hoe ze kunnen veranderen. De focus van ons onderzoek ligt op de remmende, inhibitoire, synapsen. We proberen de moleculen te identificeren die een rol spelen in de vorming en aanpassing van deze synapsen en signaalroutes te ontrafelen die belangrijk zijn voor het leer- en aanpassingsvermogen van onze hersenen.
In dit onderzoek bestuderen wij de processen die plaatsvinden tijdens de vorming van synapsen en we identificeren de signaalmoleculen die een rol spelen in veranderingen in deze synapsen. Dit doen we op verschillende manieren. We maken synapsen zichtbaar onder de microscoop en we volgen de veranderingen in hun aantal, vorm en grootte. We identificeren en analyseren moleculen die betrokken zijn bij synaptische veranderingen en we analyseren wat er gebeurt als we veranderingen aanbrengen. We meten ook de electrische signalen die door de synapsen worden overgebracht in de hersencellen. Door het identificeren van belangrijke signaalmoleculen en het ontrafelen van signaalroutes kunnen we beter begrijpen wat er gebeurt als het brein zich aanpast, zoals tijdens de ontwikkeling en tijdens leren, of als gevolg van een ziekte of verwonding. Dit onderzoek moet leiden tot een beter begrip van de werking van het brein en bijdragen tot het ontwikkelen van eventuele behandelingen van hersenziekten.
In dit onderzoek wordt met muizen en ratten gewerkt.