Onderzoekers hebben een zenuwcel in de hersenen gevonden die als dirigent werkt over andere cellen die gewoontes aansturen. Een inzicht dat kan helpen in het bestrijden van slechte gewoontes en verslavingen.
Slechte Gewoontes
Wij mensen zijn gewoontedieren. Dat is vaak maar goed ook. Gewoontes, automatismen, routines, ze zorgen ervoor dat we veel handelingen op de automatische piloot kunnen uitvoeren. Iets dat veel denkvermogen en daarmee energie bespaart. Er zijn echter ook vele voorbeelden waarin we gevangen raken in bepaalde slechte gewoontes. Denk aan voedingsgewoontes waarbij rationele overwegingen vaak niet opgewassen blijken tegen gevoelsmatige behoeften.
Het is dan ook interessant om te weten wat er precies in de hersenen gebeurt wanneer het duiveltje op je linkerschouder harder in je oor praat dan het engeltje op de rechterschouder.
Gedragswetenschappers beschrijven gewoontes als “stimulus-respons” gedrag. Om een nieuwe gewoonte te ontwikkelen, is de hulp nodig van een diep in de hersenen gelegen gebied genaamd het (dorsolaterale) striatum. De uitgaande neuronen, die 95% van de zenuwcellen in dat gebied vormen, reageren daar anders op inkomende signalen. In muizen die een gewoonte hebben aangeleerd althans. Bijvoorbeeld door ze met suiker te belonen wanneer ze op een schakelaar drukken. Het was echter onduidelijk hoe de veranderde werking van deze zenuwcellen bij het aanleren van een gewoonte tot stand komt.
“Slechte gewoontes neuron”
Neurowetenschappers van Duke University hebben in deze context een belangrijke ontdekking gedaan. De bevindingen publiceerden ze deze maand in eLife [1]. Ze hebben een type neuron (zenuwcel) ontdekt die als een soort aan- en uitknop dient voor (het uitvoeren van) gewoontes. Het ontwikkelen van gewoontes activeert deze belangrijke zenuwcel, terwijl het onderdrukken van deze neuron met medicatie genoeg blijkt om een slechte gewoonte af te leren. In geval van het onderzoek, de aangeleerde gewoonte van muizen in hun lab om suiker te krijgen door op een schakelaar te drukken.
De bestudeerde zenuwcel zelf komt in zeer lage hoeveelheden voor ten opzichte van andere zenuwcellen. Bijvoorbeeld ten opzichte van de meer voorkomende zenuwcellen waarvan bekend is dat ze gedrag aansturen. Door een web van verbindingen kan de “gewoonte cel” (red.) via deze andere zenuwcellen zijn invloed uitoefenen.
De onderzoekers hadden vorig jaar al ontdekt dat het ontwikkelen van gewoontes zijn sporen nalaat op dit gebied in de hersenen [2]. Ze zagen echter dat het niet de 95% uitgaande zenuwcellen waren die de verklaring boden, maar een zeldzaam type cel die bekend staat als de fast-spiking interneuron [FSI]. Deze cel lijkt te werken als een dirigent, die deze veranderingen in de overige uitgaande cellen veroorzaakt.
Voor dat onderzoek lieten ze muizen de gewoonte ontwikkelen door ze op een schakelaar te laten drukken waarop ze suiker kregen. De mate waarin een gewoonte was aangeleerd, werd vastgesteld door te meten hoe lang de muizen nog op de schakelaar bleven drukken als ze al gegeten hadden en er geen suiker meer volgde als beloning. “Gewoonte muizen” bleven nog lange tijd op de schakelaar drukken, anderen niet.
Ze vergeleken het striatum in de hersenen van de muizen die een sterke gewoonte hadden ontwikkeld met de muizen waarin dat niet was gebeurd. Hierbij zagen ze dat zowel het proces dat leidt tot actie in deze neuronen (de ‘aan-knop’), als het proces dat actie remt (de ‘uit-knop’) sterker waren in de ‘suiker muizen’. Ze zagen echter ook dat de volgorde van het activeren van deze processen veranderde waardoor de ‘aan-knop’ eerst werd geactiveerd en dan pas de ‘uit-knop’. Dat lijkt in deze metaforische lekentaal natuurlijk nogal logisch, maar laten we het erop houden dat ik het nogal vereenvoudig hier. Wat voor een lichtknop logisch is, kan complexer blijken in een zenuwcel.
In het meest recente onderzoek wilden de onderzoekers meer te weten komen over de werking van de FSI. De cel behoort tot een klasse neuronen die verantwoordelijk is voor het doorgeven van berichten tussen andere type zenuwcellen in een bepaald gebied van de hersenen. Hoewel ze slechts één procent van de zenuwcellen in het striatum vormen, beschikken ze over lange, op takken lijkende, uitsteeksels waarmee ze met de overige neuronen (die de aan- en uit-knop activeren) zijn verbonden. Dat vormde het vermoeden dat er wel eens een enkele dirigent achter deze werking kon zitten. Onder andere omdat de FSI actiever bleek in de muizen die de gewoonte hadden aangeleerd.
Deze gedachte leek bevestigd toen ze vervolgens de ‘dirigent cel’, de FSI, uitschakelden (met behulp van chemogenetica). De uitgaande cellen in de suiker muizen werkten hierdoor weer zoals voor de aangeleerde gewoonte. Daarmee werd de gewoonte doorbroken.
“Verslavingsgevoelig”
In dit onderzoek gaat het om de aangeleerde slechte gewoonte om suiker te scoren. Een voorbeeld dat makkelijk naar de praktijk voor mensen te vertalen is. Getuige alleen al het feit dat ik tijdens het schrijven van dit stuk de hele tijd aan vers bruin brood met Nutella denk.
Als we praten over “verslavingsgevoelig” dan doelen we vaak over het gemak waarmee nieuwe gewoontes worden aangeleerd en de moeite waarmee slechte gewoontes worden afgeleerd. Deze onderzoeken laten, zoals eerdere onderzoeken, zien dat het ontwikkelen van een gewoonte zelf ook gevoeliger maakt voor het ontwikkelen van een gewoonte. De verslaving versterkt de gevoeligheid voor een verslaving. Een neerwaartse spiraal dus, of opwaarts, afhankelijk van de balans tussen de positieve en minder constructieve gewoontes.
Inzicht in de werking van de hersenen biedt mogelijkheden om deze spiraal te doorbreken.
Some harmful behaviors like compulsion and addiction in humans might involve corruption of the normally adaptive habit-learning mechanisms. Understanding the neurological mechanisms underlying our habits may inspire new ways to treat these conditions.
I firmly believe that to develop new therapies to help people, we need to understand how the brain normally works, and then compare it to what the ‘broken’ brain looks like.
Nicole Calakos, Duke University
Referenties
- Justin K O’Hare, Haofang Li, Namsoo Kim, Erin Gaidis, Kristen Ade, Jeff Beck, Henry Yin, Nicole Calakos. Striatal fast-spiking interneurons selectively modulate circuit output and are required for habitual behavior. eLife, 2017; 6 DOI: 10.7554/eLife.26231
- O’Hare JK, Ade KK, Sukharnikova T, Van Hooser SD, Palmeri ML, Yin HH, Calakos N. Pathway-Specific Striatal Substrates for Habitual Behavior. Neuron. 2016 Feb 3;89(3):472-9. doi: 10.1016/j.neuron.2015.12.032. Epub 2016 Jan 21. PubMed PMID: 26804995; PubMed Central PMCID: PMC4887103.
