10
Een ding moet gezegd. Huib Mansvelder biedt de ware nicotineliefhebber perfecte smoezen om door te roken. De neurobioloog komt keer op keer met de boodschap dat tabaksgebruik snel, diep en lang ingrijpt in de hersenen. Al helemaal wanneer je als puber begonnen bent. Het waren Mansvelder en zijn Amerikaanse collega Daniel McGehee die een aantal jaar geleden vaststelden dat één enkele sigaret al een blijvend effect in rattenhersenen heeft. Ze zijn dan weliswaar niet direct verslaafd, maar wel al begonnen te leren dat het lekker is. Inmiddels is duidelijk dat nicotine in feite je hele genotssignalensy-steem verandert. Anders gezegd: van roken word je een ander mens.
Het draait in zijn onderzoek allemaal om de contact-punten tussen hersencellen, vertelt Mansvelder (1968) in zijn werkkamer op de Vrije Universiteit in Amsterdam. Hij is Akademieonderzoeker bij de onderzoeksgroep Experimentele Neurofysiologie van het een paar jaar gele-den opgerichte ‘Center for Neurogenomics and Cognitive Research’. Er loopt een aantal grote projecten. Zo kende NWO een zogeheten ‘TOP-subsidie’ toe voor onderzoek naar wat sigaretten, drank en hasj doen met puberher-senen. Maar er wordt ook op allerlei manieren gekeken naar het verband tussen nicotine en cognitieve vaardighe-den, dus dingen als aandacht en leren.
‘Het brein van adolescenten is bijzonder’, legt Mans-velder uit. ‘Het is een unieke tijdsspanne waarbinnen invloeden extra veel effect kunnen hebben. Het is ook de
door Liesbeth Koenen
Nieuw Jonge-Akademiebestuurslid Huib Mansvelder
‘Een verslaafd brein
heb je voor altijd’
Van wat roken met je hersenen doet, valt veel op te steken. Niet alleen over verslaving,
maar ook over hoe leren in zijn werk gaat. Vers Jonge Akademielid dr. Huib Mansvelder
volgt onder meer de effecten in puberbreinen van de meest gangbare drugs.
tijd waarin je geneigd bent te experimenteren, en allerlei invloeden dus op te zoeken. We kijken naar de drugs die maatschappelijk het meest geaccepteerd zijn: alcohol, marihuana en nicotine. Elke puber komt ze tegen. De reden om juist te volgen wat er in puberhersenen gebeurt
Een netwerk van hersencellen, met nicotinereceptoren. De zenuwcellen communiceren via contactpunten (de driehoekjes). Sommige cellen hebben een remmend effect op andere cellen (de blauwe, rode en roze cellen), andere cellen stimuleren hun gesprekspartners (groene en zwarte cellen). Nicotine beïnvloedt communicatie tussen cellen door zogenaamde nicotinereceptoren (geel) te activeren.
Akademie Nieuws juni 2006
11
– we kijken overigens vooralsnog bij ratten – is dat er epidemiologische aanwijzingen zijn dat er iets is met die periode. Als je bijvoorbeeld later begint met roken, raak je er minder verknocht aan, minder mee verbonden.’
Daar lijkt hij zelf een voorbeeld van te zijn. Natuurlijk moet de vraag naar zijn eigen ervaringen met nicotine gesteld. Wel, Mansvelder heeft ooit een half jaartje siga-retten gerookt, maar pas rond zijn twintigste. Hij vertelt het op een toon van ‘het stelde niet veel voor’. ‘Nu rook ik heel af en toe wel eens een sigaar’, lacht hij. Dat jong geleerd vaak oud gedaan is als het om roken gaat, komt volgens hem ook doordat het met alles verweven raakt. ‘Je associeert veel sociale omstandigheden met een bepaald gedrag: roken.’
Inmiddels heeft hij op moleculair niveau verande-ringen zien optreden in de receptoren voor boodschap-perstoffen bij de contactpunten van neuronen. ‘Tijdens de adolescentie worden door nicotine de niveaus van de boodschapperstoffen anders. Het hele dopaminesysteem verandert. Dopamine vind je overal in de hersenen, het is een van de bekendste neurotransmitters. Inderdaad, Parkinsonpatiënten hebben er een gebrek aan, maar dan gaat het verkeerd in de substantia nigra, de zwarte stof, van waaruit de motorische centra worden gereguleerd. De beloningscentra met nicotinereceptoren zitten elders.’
‘Men dacht altijd dat de kick van een verslavende stof ’m zat in het dopaminesignaal dat wordt afgegeven zodra je die stof inneemt. Dat verhoogde dopamine dus het genotssignaal was. Maar het blijkt op den duur meer een verwachtingssignaal te worden. Je dopamine gaat name-lijk omhoog als het tijd is voor een volgende sigaret. Los je die verwachting niet in, en steek je niet op dan voel je je rot, maar je hebt wél een hoger dopamineniveau. Dat kan dan dus geen genotssignaal zijn.’
Maar als een nicotineverslaving zulke vergaande effecten heeft, kun je je serieus afvragen of een mens er ooit vanaf kan komen. Toch lukt het nogal wat rokers wel degelijk om te stoppen, zelfs zeer verstokte, onder wie toevalligerwijs sinds begin dit jaar ook de verslaggeef-ster. Mansvelder heeft er weinig bemoedigends over te melden. Zuinigjes klinkt het: ‘Je kunt de associaties wel verzwakken, maar een verslaafd brein heb je voor altijd. Je blijft minstens latent verslaafd. Daar zijn ook wel anek-dotische gegevens over, en je vindt het ook in dieren.’
En toch gaan al die nicotinereceptoren in onze herse-nen met een beetje geluk nog een hoop nuttigs opleveren. Nicotinereceptorstimulatietherapieën moeten er komen, zegt Mansvelder, en dat woord rolt vlot uit zijn mond. Het achterliggende idee is grofweg dat je de aangrijpings-punten voor nicotine ook zou kunnen gebruiken voor het toedienen van bijvoorbeeld medicijnen bij hersenziektes, zoals Parkinson, Alzheimer of schizofrenie.
Mansvelder vertelt over wat er inmiddels allemaal bekend is: ‘Nicotinereceptoren zitten overal, ook in de beloningsgebieden van de hersenen, zoals in de zogehe-ten nucleus accumbens, en in wat we het vta noemen, slecht vertaald het ‘ventraal tegmentaal gebied’, dat in de middenhersenen ligt en onder meer zijn uitwerking heeft in het voorste deel van je hersenen: de prefrontale cortex, die achter je voorhoofd zit. Dat is een belangrijk gebied. Daarmee stuur je je aandacht, plan je, weeg je risico’s af, neem je beslissingen en onderdruk je impulsen. De afgelopen tijd is duidelijk geworden dat juist dat deel van je hersenen zich nog heel erg ontwikkelt in je puberteit.
Pubers gaan toch experimenteren,
wat je ook doet
1
Daar ligt waarschijnlijk een verband met de grotere kans op verslaving en de grotere emotionele afhankelijkheid. Maar wat er precies gebeurt, daar is nog weinig van be-kend. We kijken nu naar wat nicotine met cognitie doet.’
Veel, blijkt, en niet altijd wat je zou verwachten. Ni-cotine verbetert je cognitieve vermogens, laat je sneller re-ageren op allerlei testjes. Dat wil zeggen: als je een roker bent, of aan het dementeren. Maar voor een niet-rokend, gezond mens geldt het omgekeerde. Nicotine maakt het dan juist moeilijker om informatie op te slaan, te leren dus. Al is het lastig dat ook echt op mensen te testen, want je vindt niet gauw proefpersonen die in het labo-ratorium wel voor even willen roken. Het zijn muizen waarbij Mansvelder constateert dat concentreren lastiger wordt, en dat er meer pogingen nodig zijn om iets in het langetermijngeheugen op te slaan wanneer hersenen voor het eerst nicotine toegediend krijgen.
Mansvelder: ‘Ik kijk op cel-niveau. Je hebt in de pre-frontale cortex verschillende celtypen. Sommige hebben een remmende werking op de verbindingen tussen cel-len, en andere juist een stimulerende. En nicotine kan op allebei de types werken. Er zijn ook verschillende soorten nicotinereceptoren. Het is een ingewikkeld netwerk dat we in kaart willen brengen. We proberen precies uit te vo-gelen waar de receptoren zitten, hoe de opslag van infor-matie verandert Want inforinfor-matie vastleggen gebeurt met wat LTP genoemd wordt, langetermijnpotentiatie. Cellen maken contact met elkaar: de contactpunten, de
synap-sen, worden versterkt, waardoor de cellen als het ware harder tegen elkaar praten. Maar niet alles gaat je lange-termijngeheugen in. Je hebt ook dingen die je eventjes in geheugen moet houden, bijvoorbeeld als je een rekensom doet, of bij balletje-balletje onthoudt waar het balletje net was. Ook dat zijn cognitieve vaardigheden waar rokers als ze roken beter in zijn. Dat niet-verslaafde muizenherse-nen mét een nicotinedosis moeilijker informatie opslaan komt door een speciale verdeling van remmende en stimulerende cellen. Om de synapsen te versterken is er dan veel meer activiteit nodig.’
Hij zei het al aan het begin: de contactpunten zijn de crux. Daar draait het ook om bij nog een ander onder-zoek, opnieuw een NWO TOP-subsidie, waar Mansvelder coördinator van is: dat naar ‘mentale retardatie’. Achter-lijkheid? ‘Verstandelijk gehandicapt in goed Nederlands’, zegt hij. ‘Een IQ lager dan 70. Bij onder anderen mensen met het syndroom van Down blijken de contactpunten tussen de hersencellen achter te blijven in de ontwikke-ling. Ze werken niet goed. Over het functioneren van die contactpunten is eigenlijk weinig bekend.’
‘We kijken onder meer ook naar Fragile X. Dat is een zeldzame afwijking, die leidt tot een reeks dingen, waaronder hyperactiviteit, een laag IQ en een aantal ui-terlijke kenmerken, zoals grote oren en een plat gezicht. Dat komt door een defect op één gen. Er bestaat al tien jaar een goed diermodel voor. Het blijkt dat bij hen het calciumniveau, dat essentieel is bij de versterking van
Door een zenuwcel te vullen met fluorescente stoffen en met een laser te bestralen door een microscoop wordt de cel zichtbaar terwijl hij in leven is. De contactpunten waar de cel informatie van andere cellen ontvangt
lichten duidelijk op (middelste kolom). In de onderste opname zijn de contactpunten anders van vorm en dat hangt samen met verschillen in calciumniveau.
Akademie Nieuws juni 2006
1
het contact tussen cellen, heel moeilijk omhoog gaat. En daar ligt een defect op celniveau aan ten grondslag. We zien bij Fragile X-muizen dat ze veel meer herhaling nodig hebben om iets vast te leggen. Enfin, dat hoor je veel ouders ook vertellen over kinderen die een of andere afwijking hebben waardoor ze achter blijven: hij kan het allemaal wel, maar hij heeft meer tijd nodig, moet het vaker horen.’
‘Uiteindelijk is de vraag: hoe kunnen hersenen doen wat ze doen. Ook timing blijkt een belangrijk punt, vooral bij het dingen in volgorde in ons geheugen zetten, waar we goed in zijn. Nicotine beïnvloedt ook dat gemakkelijk. Contactpunten veranderen voortdurend, blijkt.’
Al die via sigaretten opgedane kennis brengt ingrijpen in de hersens met farmacologische middelen of genthe-rapie stappen dichterbij. Hoe wenselijk is dat? ‘Vergeet niet dat gedragstherapie je hersenen ook verandert’, zegt Mansvelder allereerst. ‘Voor mij ligt de grens bij patholo-gie.’ Maar wat ziekelijk is ligt niet zo vast. Wat voor de ene generatie nog gewoon een lastig of een moeilijk lerend kind is, blijkt twintig jaar later een autistisch, dyslectisch of ADHD-kind. ‘Ja, het wordt erg door de cultuur ge-stuurd’, moet Mansvelder toegeven, die ook zegt dat hij geen goeroe is die weet hoe het allemaal moet. Maar goed uitzoeken hoe de dingen werken, dat moet in elk geval, vindt hij.
Zodat je pubers kunt waarschuwen als dat nodig is. ‘Repressie heeft geen zin’, stelt hij. ‘Pubers gaan toch experimenteren, wat je ook doet. Maar het kan wel helpen om keuzes te maken als je weet dat je gedrag echt gevol-gen heeft voor de ontwikkeling van je hersenen. Mis-schien blijf je makkelijker van de heroïne en de sigaret af, en neem je geen tien breezers maar vind je een of twee wel genoeg als je weet dat je op je 24ste meer moeite gaat hebben met je afstudeerscriptie.’ Mansveld is niet direct voor het ontwikkelen van iets als een leerpil. Bovenal acht hij de kans heel klein dat er een tabletje ontwikkeld kan worden dat je helpt je Franse woordjes voor morgen erin te stampen: ‘De mechanismen waardoor contactpunten versterkt worden, zijn in verschillende hersengebieden vergelijkbaar, dus zo’n tabletje zal ook invloed hebben op dingen die we niet willen leren.’
Waarmee we wederom bij de jeugd zijn aangeland. De jeugd die warm gemaakt moet worden voor de
we-tenschap – vindt althans De Jonge Akademie, waartoe Mansvelder onlangs toegetreden is. Hij is één van de tien recente nieuwelingen, waarmee De Jonge Akademie nu het geplande aantal van vijftig heeft bereikt. Mansvelder is meteen in het bestuur terechtgekomen, waardoor we nog even praten over alle plannen die naar zijn zeggen het afgelopen half jaar een echte stap verder zijn geko-men. ‘We willen niet alleen VWO’ers bereiken, maar juist de VMBO’ers die denken wij het minste in aanraking ko-men met wat wetenschappers doen, en het meest denken dat het alleen maar geld kost.’
De Jonge Akademie wil daarom het land in. In een bus. De Jonge Akademie on wheels noemen ze het. Actief de jongeren opzoeken, voor wie er tegelijk ook een ‘virtu-ele universiteit’ met een eigen website gaat komen. ‘De interdisciplinaire benadering is belangrijk’, zegt Mans-velder. ‘Dat is heel sterk zo binnen De Jonge Akademie, en het blijkt ook te werken, maar dat willen we ook laten zien. We zijn dus op zoek geweest naar onderwerpen waarmee je de wetenschap van alle kanten kunt benade-ren. We hebben nu twee thema’s: misdaad en eten. Daar zit allebei heel veel aan vast, van DNA-onderzoek tot soci-ologie. Er is heel veel enthousiasme, al hebben we wel het probleem dat het voor iedereen iets is dat je erbij, ernaast doet. Voor de virtuele universiteit zoeken we daarom een partner. We hebben al een keer gepraat met iemand van Kennislink, de door de overheid gefinancierde website over wetenschap voor scholieren. Maar als iedereen de mond vol heeft over de kenniseconomie dan begrijp je niet dat allerlei groepen jongeren niet bediend worden. Wij denken dat ze enthousiast te maken zijn.’
