Dit klinkt als het script voor een science fiction film: Wetenschappers zijn erin geslaagd om menselijke cellen in het brein van jonge muizen te implanteren. Deze menselijke cellen zijn zich vervolgens gaan vermenigvuldigen, en helpen het muizenbrein bij de informatieverwerking. Dit gaat zelfs zo ver dat de mensencellen soms de plek van de oorspronkelijke muis-hersencellen innemen. Hierdoor bestaan bepaalde delen van het muizenbrein nu dus uit menselijke cellen! 

Muizen slimmer na inspuiten menselijke hersencellen!

De onderzoekers wisten glia-cellen uit menselijke foetussen te isoleren en deze later in de muizenbreinen te injecteren. Glia-cellen zijn hersencellen die de neuronen ondersteunen en verzorgen. Ze herstellen bijvoorbeeld kapotte verbindingen, ruimen afval op, voorzien de neuronen van voedingsstoffen en verbeteren de elektrische geleiding.

Toen de glia-cellen eenmaal in het muizenbrein waren ingespoten begonnen de cellen hun werk te doen. De cellen begonnen zich snel te vermenigvuldigen in het voorbrein van de dieren, en na ongeveer een jaar hadden ze op bepaalde plaatsen van het voorbrein alle oorspronkelijke glia-cellen vervangen.

Astrocyten maken slimmer

De cellen ontwikkelden zich met name tot astrocyten, een bepaald soort glia-cel die de vorm heeft van een ster en belangrijk is voor het goed functioneren van een brein.  Een mensenbrein bevat normaal gesproken meer astrocyten dan een muizenbrein. Ook zijn de astrocyten in een mensenbrein groter en complexer. Nadat de mensencellen in het muizenbrein zijn ingespoten behielden ze die eigenschappen, waardoor de muizen dus meer, grotere en complexere astrocyten hadden gekregen dan voorheen.

Eerder werd nog gedacht dat dit type cel, hoewel onmisbaar, enkel een ondersteunende functie heeft. Maar uit deze studie blijkt dat de muizen met menscellen intelligenter zijn geworden dan hun ‘gewone’ soortgenootjes. Dit effect wordt veroorzaakt door twee dingen: Ten eerste, hersensignalen verspreiden zich in deze muizen verder en sneller dan normaal gesproken, bijna net zo snel als in een mensenbrein.

Het tweede voordeel van de menselijke astrocyten was dat ze de langetermijnpotentiëring (LTP) verbeterden. Dit houdt in dat neuronen langer gevoelig blijven voor een nieuwe elektrische  impuls. Dit is erg belangrijk voor leren en geheugen.  De muizen hebben dus als het ware een klein beetje menselijke intelligentie in hun brein geïmplanteerd gekregen.

Mens-muis hybride: onethisch?

Veel mensen spreken dan ook van een muis-mens hybride: deels muis, deels mens. Kunnen we echt spreken van muizen menselijke eigenschappen? Volgens de onderzoekers van deze studie niet. Zij geven aan dat de muis nog steeds een muis is, dat zijn brein nu alleen iets efficiënter werkt.

Het doel van dit onderzoek was ook niet om een muis te maken die half mens is, maar om het onderzoeken van menselijke hersencellen in het vervolg makkelijker te maken. De onderzoekers kunnen nu de menselijke glia-cellen voortaan in een levende muis bestuderen, iets wat bij mensen – vanwege ethische redenen en praktische gevaren  – niet mogelijk is.

Maar wat is de volgende stap? Nu het mogelijk blijkt om muizen slimmer te maken door het inspuiten van menselijke glia-cellen, is het misschien ook wel mogelijk om andere soorten hersencellen – bijvoorbeeld neuronen – bij dieren te implanteren. Stel dat dit lukt, en het dier krijgt het vermogen om te leren en denken zoals een mens, moeten we deze dieren dan ook mensenrechten geven? Mogen ze naar school, krijgen ze een uitkering als ze geen baan kunnen vinden? Ik denk dat we, nu we zo dichtbij dit scenario komen, hier met z’n allen eens goed over moeten nadenken!

photo credit: Nils J. via photopin cc

photo credit: Nils J. via photopin cc

Bron:

Martha S. Windrem, Steven J. Schanz, Carolyn Morrow, Jared Munir, Devin Chandler-Militello, Su Wang, and Steven A. Goldman.  A Competitive Advantage by Neonatally Engrafted Human Glial Progenitors Yields Mice Whose Brains Are Chimeric for Human Glia. The Journal of Neuroscience, 26 November 2014, 34(48): 16153-16161; doi: 10.1523/JNEUROSCI.1510-14.2014