In deze editie van Beauty of the Brain zie je hersencellen die groen oplichten. Dat licht komt van een speciale techniek waarmee postdoc Koen Kole en collega’s calcium binnenin de cel zichtbaar maken. De cellen zijn aangekleurd met een stof die licht geeft (fluorescentie). Als er veel calcium is, geeft de cel meer licht. Als er weinig calcium is, geeft de cel minder licht. Zo kunnen onderzoekers precies volgen wanneer de cel calcium loslaat of opneemt. Deze manier van meten heet calcium imaging, en het maakt processen zichtbaar die normaal volledig verborgen blijven.

Maar waarom is dit belangrijk? Onze hersenen bestaan uit miljarden kleine cellen die met elkaar “praten” via kleine elektrische stroompjes. Dat werkt alleen goed als er in elke cel allerlei processen precies op elkaar zijn afgestemd. Calcium speelt daarin een grote rol. Je kunt calcium zien als een soort aan-uitknop. Als er veel calcium is gaan bepaalde processen aan. Is er weinig calcium, dan gaan ze uit. Zo beïnvloed calcium hoe hersencellen werken en hoe ze signalen doorgeven.

In elke hersencel zit een soort grote opslagplaats voor calcium. Die opslagplaats bestaat uit een netwerk van dunne buisjes binnenin de cel. Wetenschappers noemen dit het endoplasmatisch reticulum (“het interne netwerk van de cel”), afgekort het ER.

Het ER kan heel precies bepalen hoeveel calcium er in de cel zit. Dat doet het door calcium op te nemen of juist los te laten. Daardoor kan het ER veel processen in de hersencel sturen. De hoeveelheid calcium heeft ook invloed op de elektrische stroompjes waarmee hersencellen met elkaar communiceren. Het ER zou die communicatie dus kunnen beïnvloeden door de calciumhoeveelheid aan te passen. Maar hoe dat precies werkt weten we nog niet.

Om dat te onderzoeken meten we niet alleen calcium, maar ook de elektrische stroompjes van de hersencel. Dat meten we met een heel dun naaldje, dunner dan een duizendste millimeter. In dat naaldje zit een stof dat licht geeft (paars in het plaatje), zodat we precies kunnen zien welke cel we meten.  Door tegelijk te kijken naar de hoeveelheid calcium in het ER én naar de elektrische signalen van de cel, hopen we te begrijpen hoe dit netwerk de communicatie tussen hersencellen beïnvloedt. Dat helpt ons beter te begrijpen hoe hersencellen samenwerken en hoe het brein informatie verwerkt.