Wetenschappers printen brein


brainsss

Door een brein te 3D-printen en te kijken hoe het verder groeide, hebben wetenschappers ontdekt hoe menselijke hersenen aan hun typische vouwen komen.

De structuur van onze grijze massa is al lang een mysterie. De nieuwe ontdekking is mogelijk de oplossing van dat mysterie. De ontdekking heeft mogelijk veel consequenties voor onderzoek naar neurologische aandoeningen en hoe die worden behandeld.

Op foto’s van hersenen zijn de vouwen altijd prominent te zien, maar niet alle diersoorten hebben zulke rimpels. Kleinere dieren als ratten hebben gladde hersenen. Menselijke feutussen beginnen rond week 23 de bekende vouwen te ontwikkelen. De laatste stap in de ontwikkeling van het vertakte netwerk van vouwtjes vindt plaats nĂ¡ de geboorte. Het is al heel lang bekend dat de vouwstructuur van onze hersenen grote voordelen heeft. Hij zorgt voor meer verbindingen in de cortex dan een glad oppervlak zou doen.

Maar hoe de vouwen ontstaan is lang een raadsel geweest. Veertig jaar geleden ontwikkelde een andere groep van onderzoekers op Harvard een model waarin verschillende delen van het breinweefsel niet even snel groeiden. Dat zou de vouwen kunnen verklaren. Dit is het eerste experimentele bewijs voor die theorie. Dat het nu pas kan, komt doordat deze techniek niet eerder beschikbaar was. Experimenten met levende menselijke hersenen in de groei zijn ethisch lastig, en hersenen van kleine dieren zijn dus te glad.

Met slim gebruik van materialen werd een alternatief bedacht. Ze maakten met een 3D-printer een mal voor een brein van gel, gebaseerd op een hersenscan van een 22 weken oude feutus. Het kleine brein werd voorzien van een dunne laag rubberachtige gel en in oplosmiddel gelegd. Daardoor ging de elastische toplaag ‘groeien’. Vanzelf begonnen daarin vervolgens kleine vouwen te ontstaan. Blijkbaar ontstaan ze doordat het weefsel bovenop, de grijze massa, begint te groeien maar nog wel vastzit aan de witte massa eronder. Daardoor ontstaan de kenmerkende gyri (rondingen) en sulci (diepe groeven) aan de oppervlakte.