cockroach

Wij zijn ons brein, De Vrije Wil Bestaat Niet, Onverklaarbaar bewoond, Het puberende brein... Slechts een kleine greep uit het aanbod van Nederlandse hersenboeken. De populariteit van deze boeken maakt duidelijk dat de hersenen een hot topic zijn: iedereen wil graag weten hoe ze werken. Maar wie deze boeken leest snapt nog steeds niet écht wat er zich in onze pudding van anderhalve kilo afspeelt. Want dat is een complex geheel van electrische stroompjes, chemische signalen en biologie.

Hersenonderzoekers bestuderen de hersenen met verschillende technieken. Eén zo’n techniek is elektrofysiologie, gebaseerd op het feit dat signaaloverdracht in zenuwcellen plaatsvindt met elektriciteit. In een laboratorium kan de elektrische activiteit van individuele hersencellen gemeten worden. Uit ervaring weet ik dat het machtig interessant is om dit te zien en de hersencellen tegen je te zien “praten”. Maar de opstellingen om zulke elektrofysiologische experimenten te doen zijn enorm groot en ontzettend duur en dus slechts weggelegd voor onderzoekers. Jammer eigenlijk, want als de lezers van hersenboeken beter zouden willen begrijpen hoe de hersenen werken, zouden ze dit eigenlijk zelf ook moeten doen. Maar door de complexiteit van de opstellingen blijft voor het gewone publiek electrofysiologie een mysterieuze techniek.

Maar de basis van deze experimenten is eigenlijk helemaal niet zo ingewikkeld. En zoals je ook niet alle kneepjes van de scheikunde hoeft te weten om plezier te hebben met een scheikundedoos, kan elektrofysiologie ook een stuk simpeler. Dat dachten ook de oprichters van het bedrijfje BackYard Brains. Zij ontwikkelden de “SpikerBox”, een apparaatje waarmee iedereen activiteit van zenuwcellen kan meten, thuis of op school, te koop vanaf 100 dollar.

Normaal gebruiken onderzoekers levende hersencellen van een proefdier of in een preparaat van de hersenen om de elektrische activiteit in deze cellen “live” te bekijken. De electriciteit wordt gemeten met electrodes, en met behulp van een oscilloscoop vertaald in geluid. Ook kunnen de signalen naar een computer gestuurd worden, waar dan een grafiek te zien, waarin piekjes voorkomen wanneer de elektrische activiteit hoog is, de zogenaamde spikes. Door veranderingen in activiteit onder invloed van bijvoorbeeld chemicaliën en temperatuur te meten is al veel bekend geworden over de werking van onze hersenen.

Dit is ook de basis van de SpikerBox. Het gebruik hiervan is vrij simpel, laten de makers in een extreem melig filmpje (aanrader) zien. Men neme een kakkerlak of sprinkhaan, verdooft deze door hem een kwartier in de vriezer te leggen en knipt een poot van het beestje af (wees niet bang, die groeien weer aan). Dit pootje prik je op een stukje kurk, en hierin steek je de twee elektrodes van de SpikerBox. Onmiddellijk hoor je, versterkt door de oscilloscoop, de achtergrondruis van de actieve zenuwen in de poot. Door het pootje aan te raken met een pen of tandenstoker, hoor je dat de zenuwcellen reageren door meer activiteit (en dus meer geluid) te genereren. Je kunt de SpikerBox ook aansluiten op een computer of op een iPhone, en de spikes voor je neus zien opdoemen.

In een wetenschappelijk artikel in PloS ONE beschrijven de makers het gebruik van de SpikerBox op een middelbare school in de VS. De leerlingen bouwden hun eigen opstelling en deden echte experimenten. Ze keken bijvoorbeeld naar het effect van nicotine op de activiteit van de zenuwcellen, en leren zo spelenderwijs wat drugs met je hersenen doen. Ook voor gebruik op de knutselzolder of in de garage is de SpikerBox zo een welkome aanvulling op de scheikundedoos of microscoop. Zo kan iedereen spelen met elektrische activiteit in zenuwcellen.