Bloedvaten in hersenen reageren per hersenlaag anders

Wanneer een hersengebied actief is, stroomt er meer bloed naartoe. Dit verschijnsel, neurovasculaire koppeling, is de basis voor hersenscans zoals fMRI. Onderzoekers gingen er lang vanuit dat dit een globaal en uniform proces was. Maar dat klopt niet, zo blijkt.

De studie, gepubliceerd in Science, laat zien dat kleine slagadertjes (arteriolen) in de hersenschors zijn georganiseerd in lagen die elk afzonderlijk reageren op prikkels. Wanneer een specifieke zintuigprikkel het brein bereikt, activeert dat niet alle lagen tegelijk. Elke hersenlaag heeft zijn eigen netwerk van arteriolen dat selectief reageert op de relevante inputstroom.

Waarom dit relevant is voor het verouderende brein

De neurovasculaire koppeling verslechtert bij veroudering. Oudere hersenen slagen er minder goed in om de bloeddoorstroming nauwkeurig te regelen per actieve regio. Dit wordt in verband gebracht met cognitieve achteruitgang en een hoger risico op dementie. Tot nu toe werd dat verslechteringsproces gemeten als een global fenomeen. De nieuwe bevinding suggereert dat het laag-specifieke karakter van het systeem daarin een rol kan spelen: bepaalde lagen kunnen eerder uitvallen dan andere.

Dit is vooralsnog een mechanistische basisbevinding, geen klinische studie. Maar het biedt onderzoekers een nieuw detailniveau om verouderingsprocessen in het vasculaire netwerk van de hersenen te begrijpen. Als afzonderlijke lagen uitvallen, kan dat het startpunt zijn van selectieve kwetsbaarheid in hersencircuits.

Betekenis voor beeldvormend onderzoek

De bevinding heeft ook gevolgen voor hoe fMRI-data worden geïnterpreteerd. Als de bloedreactie per laag verschilt, meet een hersenscan niet simpelweg ‘activiteit’, maar een gemiddelde van meerdere laag-specifieke processen. Dat maakt het moeilijker om subtiele veranderingen bij veroudering op te sporen. Toekomstige scanmethoden zullen verfijnder moeten worden om deze laagstructuur te onderscheiden.

Lees het originele artikel