Spannende omgeving maakt domme muizen slimmer

Er zijn erfelijke afwijkingen die het leervermogen aantasten. Maar vaak kan een stimulerende omgeving de leerprestaties weer opvijzelen. Althans: bij muizen. Leidse en Amerikaanse onderzoekers komen onafhankelijk van elkaar tot gelijkluidende resultaten.


Intelligentie is erfelijk bepaald. Leerprestaties worden beter in een stimulerende omgeving. Beide beweringen zijn waar, en we weten dat je niet kunt aanwijzen welk deel van iemands intelligentie is aangeboren en welk deel te danken is aan de omgeving.Tussen aanleg en milieu bestaat namelijk een complexe wisselwerking.

Recent onderzoek van Amerikaanse onderzoekers van Princeton University (Rampon, Tang, Goodhouse, Shimizu, Kyin en Tsien) werpt nieuw licht op die wisselwerking. De onderzoekers publiceerden deze maand (maart 2000) in het tijdschrift Nature neuroscience.

De auteurs hadden muizen met een aangeboren defect; in hersencellen in een bepaald hersengebied (de hippocampus) was een van de ontvangers uitgeschakeld die gevoelig zijn voor stimulerende signalen van andere hersencellen, de zogenoemde NMDA-receptor. Daardoor hadden die muizen moeite met leer- en geheugenprocessen. Ze konden onder andere geen geuren herkennen en onthouden. Als muizen een nieuw type voedsel voor hun neus krijgen, gaat één van hen er voorzichtig iets van eten. De andere dieren ruiken aan de voorproever en als die gezond blijft, dan eten ze datzelfde voedsel bij een volgende gelegenheid ook.

De Amerikanen gaven verkenner-muizen ofwel voedsel met een kaneelluchtje ofwel voedsel met de geur van cacao. Soortgenoten mochten daarna aan een van de verkenners snuffelen en kregen later de keus tussen een bakje eten dat naar kaneel rook en eten dat naar cacao rook. Genetisch normale muizen kozen overwegend het voedsel met de geur die ze tevoren bij de verkenner hadden geroken, maar de genetisch defecte muizen vertoonden die voorkeur niet. Zij hadden het luchtje niet kunnen onthouden.

Ook andere leertaken gingen hen slechter af. Echter: die aangeboren geheugenstoornis bleek te kunnen worden hersteld. De onderzoekers deden de proeven nog eens, maar nu met muizen die zich twee maanden lang drie uur per dag hadden mogen uitleven in een soort speeltuin met allerlei tredmolentjes en huisjes. En nu waren genetisch aangedane dieren even bedreven in het herkennen van geuren als hun soortgenoten. Een verrijkte omgeving, met andere woorden, kan bij muizen aangeboren leerproblemen opheffen.

Onderzoek in Leiden

In Leiden vonden prof. dr. E. R. de Kloet, dr. Melly Oitzl en drs. Jeanette Grootendorst dat ook. In het Sylvius Laboratorium, afdeling medische farmacologie van het Leiden Amsterdam Institute of Drug Research, doen ze hetzelfde type werk. Ook zij hebben een muizenstam met een genetische afwijking. Bij hun muizen ontbreekt in de hersenen het eiwit apoE dat van belang is voor de vetstofwisseling, maar dat ook van invloed bleek te zijn op leren, onthouden en herinneren. Oitzl: “Als het apoE bij mensen in de hersenen een defect heeft, is er een verhoogde kans op de ziekte van Alzheimer.”

Gezonde muizen en apoE-mutanten werden losgelaten in een grote bak met water met daarin een iets verzonken platform waarop ze konden staan. Dat moesten ze leren vinden. “We hadden ze eerst in ondiep water aan de bak laten wennen,” vertelt Oitzl. “Elk dier testten we vervolgens een aantal keren, waarbij het steeds een minuut in het water werd gelaten, elke keer op een andere plek. Het platform had een vaste plaats.” De gezonde dieren konden zich goed oriënteren. Ze onthielden waar het platform was en de meeste zwommen er na een paar testen rechtstreeks naartoe. De apoE-mutanten leerden nauwelijks en bleven elke keer kriskras rondzwemmen tot ze het platform bij toeval bereikten.

“Toen wilden we weten hoe omgevingsfactoren op het leervermogen inwerken,” zegt Oitzl. “In ons geval ging het om stress. We zetten gedurende twee weken dagelijks een rat in een hok op de muizenkooi, zodat de muizen de rat konden ruiken. Dat vinden ze naar; in de natuur vermijden ze de nabijheid van ratten. In de derde week testten we ze op hun leervermogen in het waterbad.” De stress beïnvloedde de prestaties. Zoals de onderzoekers verwachtten, deden de genetisch normale dieren het nu slechter. Ze hadden blijkbaar wel onthouden dat er een platform langs de rand was, maar wisten niet meer waar en gingen in cirkels rondzwemmen. “Tot onze verbazing echter leerden de apoE-mutanten nu veel beter dan toen er geen stress was,” zegt Oitzl. “Veel dieren zwommen na een paar keer rechtstreeks naar het platform toe, en gemiddeld deden ze het even goed als de gezonde dieren in de stresssituatie.”

Voorgeschiedenis kennen

De les die de Leidse farmacologen kunnen trekken, is dat het bij onderzoek aan leergedrag uitermate belangrijk is de voorgeschiedenis van de proefdieren goed te kennen. Oitzl: "Wie alleen de resu

Het is aannemelijk dat ook bij mensen het effect van een genetisch mankement op het leervermogen opgevangen kan worden door een stimulerende omgeving. Of dat veel praktische waarde heeft is nog maar de vraag. De muizen in het lab leven in een arme omgeving: ze zitten in een hok met enkel eten, drinken en soortgenoten en elke verandering is een belangrijke verrijking. Mensen leven echter meestal in een omgeving die hopelijk stimulerend genoeg is om het leervermogen op peil te brengen.