Genetische variaties beïnvloeden architectuur van de hersenschors

Human brain in blue x-ray view

Grootschalig onderzoek gepubliceerd in Science

Bijna 200 genetische varianten spelen een rol bij de architectuur van de hersenschors, zo blijkt uit onderzoek bij meer dan 50.000 personen. Onderzoekers in zestig onderzoeksinstituten, onder wie Janita Bralten van het Radboudumc, werkten samen om voor het eerst de genetische invloeden op de hersenschors in kaart te brengen. Genetische varianten die een rol spelen bij het vormen van de structuur van de hersenschors, overlappen met genetische varianten die een rol spelen bij ADHD, chronische slapeloosheid, depressie en neuroticisme, schrijven ze in Science.

Hersenscans

Zoals boomschors de boomstam verpakt, zo verpakt de hersenschors de hersenen. Deze gerimpelde buitenste hersenlaag ziet er uit als de binnenkant van een walnoot. In de hersenschors bevindt zich het merendeel van onze hersencellen. Met MRI scans kan de dikte en het oppervlak van de hersenschors nauwkeurig in kaart worden gebracht. Deze architectuur van de hersenschors is bij ieder mens uniek.

Complexe genetica

Genen bepalen voor een groot deel hoe deze architectuur bij ieder individu is vormgegeven. Toch was er nog weinig bekend over welke genen dit zijn. Dat is ook niet zo verwonderlijk. De genetica van de hersenschors is namelijk erg complex. Allerlei genen werken samen bij de ontwikkeling van de hersenen en de hersenschors. Afhankelijk van het tijdstip van ontwikkeling worden genen aangezet of uitgeschakeld. Bovendien bestaan er ook nog allerlei kleine genetische verschillen tussen mensen. Om dan toch zicht te kunnen krijgen op ‘de genetica van de hersenschors’ heb je heel veel gegevens van heel veel mensen nodig; zowel hersenscans als genetische informatie. Zoiets krijg je alleen voor elkaar als je met veel andere onderzoeksgroepen overal ter wereld samenwerkt.

Zestig onderzoeksinstituten

Janita Bralten van de afdeling Genetica van het Radboudumc en een van de kernonderzoekers: “Dat is precies wat we de afgelopen jaren hebben gedaan. In het ENIGMA consortium hebben we 60 onderzoeksinstituten samengebracht die zowel MRI scans als genetische informatie verzamelen. Daarbij zitten gerenommeerde instituten zoals in Brisbane Australië, Los Angeles en North Carolina. In totaal werken zo meer dan 360 onderzoekers aan het verzamelen en analyseren van gegevens van meer dan 50.000 mensen.” Het resultaat van het onderzoek is nu gepubliceerd in Science. Volgens Paul Thompson, de leider van het ENIGMA consortium, is dit onderzoek een soort ‘Rosetta steen’ die ons helpt begrijpen welke genen de hersenarchitectuur bepalen, en hoe dit samenhangt met mentale en neurologische aandoeningen.  

Genen en hersenschors

Lucia Colodro-Conde van het QIRM Berghofer Medical Research Institute uit Brisbane en een van de kernonderzoekers: “We vonden bijna 200 genetische varianten die een rol spelen bij de structuur van de hersenschors, waarvan de meesten een rol spelen bij het oppervlak van de hersenschors. Bovendien zien we dat ze vooral vroeg in de ontwikkeling van belang zijn, dus vooral bij de aanleg van de hersenen.” Bralten: “Bij de dikte van de hersenschors zien we iets anders. Daar spelen genetische varianten vooral een rol wanneer mensen al volwassen zijn. Dat betekent dat aan dit proces andere mechanismen ten grondslag liggen dan bij de vorming van het oppervlak. Verschillen in dikte en oppervlak kunnen wijzen op individuele verschillen in het functioneren van de hersenen.”

Genetica koppelt architectuur aan aandoeningen

De bovenstaande resultaten werden vervolgens vergeleken met andere grootschalige genetische studies die naar psychiatrische en neurologische aspecten hadden gekeken. De studie koppelt zo nieuwe genetische kennis over de architectuur van de hersenschors (structuur) aan risico’s op bepaalde aandoeningen. Bralten: “Variaties in de grootte van onze hersenschors worden hierdoor in verband gebracht met neurologische, psychologische en gedragskenmerken. Dat betekent dat onze genen via de hersenarchitectuur waarschijnlijk ook invloed hebben op aanleg voor hersenziekten. We zien bijvoorbeeld dat genetische varianten die een rol spelen bij de grootte van de hersenschors, overlappen met genetische varianten die een rol spelen bij ADHD, chronische slapeloosheid, depressie en neuroticisme. Deze genetische varianten kunnen in vervolgonderzoek verder worden bestudeerd, om zo meer te weten te komen over deze aandoeningen.

Bron: Radboudumc