Studie geeft beter inzicht in de link van de nervus vagus naar de hersenen

Overzicht: Met behulp van stimulatie vonden onderzoekers een directe verbinding tussen de nervus vagus en leercentra van de hersenen. Stimulatie van de nervus vagus, ontdekten ze, verhoogt het leren in een gezond zenuwstelsel.

Bron: Universiteit van Colorado

Onderzoekers van de Anschutz Medical Campus van de Universiteit van Colorado hebben een direct verband aangetoond tussen nervus vagusstimulatie en de verbinding met de leercentra van de hersenen. De ontdekking kan leiden tot behandelingen die de cognitieve retentie in zowel gezonde als gewonde zenuwstelsels zullen verbeteren.

De studie werd vorige week gepubliceerd in het tijdschrift neuron.

“We concludeerden dat er een direct verband is tussen de nervus vagus, het cholinerge systeem dat bepaalde aspecten van de hersenfunctie regelt, en motorische cortexneuronen die essentieel zijn bij het leren van nieuwe vaardigheden”, zegt Cristin Welle, PhD, senior auteur van het artikel en de vice-voorzitter van onderzoek voor de afdeling Neurochirurgie aan de University of Colorado School of Medicine.

“Dit zou hoop kunnen bieden aan patiënten met een verscheidenheid aan motorische en cognitieve stoornissen, en op een dag kunnen gezonde individuen helpen om sneller nieuwe vaardigheden te leren.”

Onderzoekers leerden gezonde muizen een taak die normaal gesproken moeilijk te zien is of het het leren zou kunnen helpen verbeteren. Ze ontdekten dat het stimuleren van de nervus vagus tijdens het proces hen hielp de taak veel sneller te leren en een hoger prestatieniveau te bereiken. Dit toonde aan dat nervus vagus stimulatie het leren in een gezond zenuwstelsel kan verhogen.

De nervus vagus is van cruciaal belang omdat het interne orgaanfuncties zoals spijsvertering, hartslag en ademhaling regelt. Het helpt ook bij het beheersen van reflexacties zoals hoesten, slikken en niezen.

De studie onthulde ook een direct verband tussen de nervus vagus en het cholinerge systeem dat essentieel is voor leren en aandacht. Elke keer dat de nervus vagus werd gestimuleerd, konden onderzoekers de neuronen observeren die het leren regelen, geactiveerd in het cholinerge systeem.

Dit toonde aan dat nervus vagus stimulatie het leren in een gezond zenuwstelsel kan verhogen. Afbeelding is in het publieke domein

Schade aan dit systeem is in verband gebracht met de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en andere motorische en cognitieve aandoeningen. Nu deze verbinding tot stand is gebracht in gezonde zenuwstelsels, zei Welle dat dit zou kunnen leiden tot betere behandelingsopties voor degenen van wie het systeem is beschadigd.

“Het idee om de hersenen in een staat te kunnen brengen waarin ze nieuwe dingen kunnen leren, is belangrijk voor alle aandoeningen met motorische of cognitieve stoornissen,” zei ze.

“Onze hoop is dat stimulatie van de nervus vagus kan worden gecombineerd met voortdurende revalidatie bij aandoeningen voor patiënten die herstellende zijn van een beroerte, traumatisch hersenletsel, PTSS of een aantal andere aandoeningen.”

Naast de studie hebben Welle en haar team een ​​subsidie ​​aangevraagd waarmee ze een niet-invasief apparaat kunnen gebruiken om de nervus vagus te stimuleren om patiënten met multiple sclerose te behandelen die bewegingstekorten hebben ontwikkeld. Ze hoopt ook dat dit apparaat uiteindelijk gezonde mensen kan helpen om sneller nieuwe vaardigheden te leren.

“Ik denk dat er een enorm onbenut potentieel is voor het gebruik van nervus vagus stimulatie om de hersenen te helpen zichzelf te genezen,” zei ze. “Door het te blijven onderzoeken, kunnen we uiteindelijk het herstel van de patiënt optimaliseren en nieuwe deuren openen om te leren.”

Over dit neurowetenschappelijk onderzoeksnieuws

Auteur: Laura Kelley
Bron: Universiteit van Colorado
Contact: Laura Kelley – Universiteit van Colorado
Afbeelding: De afbeelding is in het publieke domein

Originele onderzoek: Gesloten toegang.
“Stimulatie van de nervus vagus stimuleert selectieve circuitmodulatie door cholinerge versterking” door Cristin Welle et al. neuron

Zie ook

Dit toont hersenscans uit het onderzoek

Abstract

Stimulatie van de nervus vagus stimuleert selectieve circuitmodulatie door cholinerge versterking

Hoogtepunten

  • VNS in combinatie met succes verbetert het motorische leren bij gezonde dieren
  • Verbeterde motorprestaties zijn te danken aan de versnelde consolidatie van een deskundig motorplan
  • Verbeterd motorisch leren hangt af van cholinerge neurale activiteit in de basale voorhersenen
  • In de primaire motorische cortex moduleert VNS specifiek resultaat-geactiveerde neuronen

Overzicht

Vaguszenuwstimulatie (VNS) is een neuromodulatietherapie voor een brede en groeiende reeks neurologische aandoeningen. Het mechanisme waardoor VNS het circuit van het centrale zenuwstelsel beïnvloedt, is echter niet goed beschreven, waardoor therapeutische optimalisatie wordt beperkt.

VNS leidt tot wijdverbreide hersenactivatie, maar de effecten op gedrag zijn opmerkelijk specifiek, wat wijst op plasticiteit die uniek is voor gedragsmatig geëngageerde neurale circuits.

Om te begrijpen hoe VNS kan leiden tot specifieke circuitmodulatie, hebben we gebruik gemaakt van genetische hulpmiddelen, waaronder optogenetica en in vivo calciumbeeldvorming bij muizen die een vaardige reiktaak leren.

We vinden dat VNS het motorische leren bij gezonde dieren verbetert via een cholinerge versterkingsmechanisme, waardoor een snelle consolidatie van een expertbereiktraject ontstaat. In de primaire motorcortex (M1) zorgt VNS voor nauwkeurige temporele modulatie van neuronen die reageren op gedragsuitkomsten.

Dit suggereert dat VNS de motorische verfijning in M1 kan versnellen via cholinerge signalering, wat nieuwe wegen opent voor het optimaliseren van VNS om zich te richten op specifieke ziekterelevante circuits.

Leave a Comment