Hoe maak je een muis intelligenter? Onderzoekers van Princeton University maken met genetische modificatie muizen die slimmer zijn dan gewone muizen.Neurobioloog Joe Tsien maakt slimme muizen. Hij injecteerde extra kopieën van het gen NR2B in het DNA van een muizenembryo. Hieruit kweekte hij een stam muizen met extra genen NR2B in hun genetisch materiaal. Volgens de onderzoeker kunnen zijn muizen door die extra genen dingen beter onthouden en leren ze sneller. Tsien noemde de genetisch gemodificeerde muizen Doogie, naar Doogie Howser, een intelligente tekenfilmmuis.
Geheugen en leervermogen hangen af van de overdracht van signalen tussen neuronen, zenuwcellen. Het gen NR2B draagt de erfelijke code voor de aanmaak van de receptoren van neuronen. Receptoren zijn een soort moleculaire detectieapparaatjes die een belangrijke rol spelen in de communicatie van zenuwcellen met hun omgeving. De receptoren die met geheugen en leerprocessen te maken hebben, zijn bij jonge dieren gevoeliger dan bij oude. Hierdoor leren jonge dieren makkelijker dan volwassen dieren. Tsien hoopte deze verminderde gevoeligheid bij volwassen muizen te compenseren door extra NR2B-genen in het DNA van de muizen te implanteren. Heeft een muis meer NR2B-genen, dan krijgt hij per neuron meer receptoren. Het neuron wordt hierdoor gevoeliger.
Objecten herkennen
Om te testen of de gemodificeerde muizen beter konden leren, bedacht Tsien vier experimenten. Allereerst testte hij het vermogen om objecten te herkennen. Dit is namelijk een van de meest basale functies van geheugen. De onderzoekers plaatsten twee objecten in een kooi. De muizen kregen de tijd om beide objecten te bestuderen. Tsien verving enkele dagen later een van beide objecten, waarna hij de muizen weer in de kooi zette. De gemodificeerde muizen bestudeerden alleen het nieuwe object; het oude kenden ze nog. De gewone muizen besteedden aan beide objecten evenveel tijd; blijkbaar waren zij het oude object vergeten.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Een tweede test vergeleek het emotionele geheugen van de muizen. De beide muizenstammen werden tijdelijk in een kamer met stroomstootjes gezet. Kwamen zij na een uur, een dag of na meer dan een week weer in dezelfde kamer terecht, dan waren de Doogie-muizen veel banger dan de gewone muizen. Tsien bedacht een derde test om aan te tonen dat niet alleen het geheugen van de muizen beter was, maar ook dat zij sneller leerden. Hij zette de muizen weer in de kamer, maar gaf ze nu geen stroomstootjes. Hoewel de gemodificeerde muizen in het begin banger waren, hadden ze sneller dan de gewone muizen door dat ze niet meer bang hoefden te zijn.
Ten slotte testten de onderzoekers het vermogen om de plaats van objecten te onthouden. In een bak met water maakten Tsien en collega’s een onzichtbaar platform, waar de muizen het water uit konden. De gemodificeerde muizen konden het platform na drie keer feilloos vinden; de gewone muizen moesten zes keer oefenen.
Dementie
Uit deze vier proeven concluderen de Amerikanen dat het NR2B-gen een sleutelrol speelt bij leren en herinneren. “De Doogie-muizen zijn slimmer”, aldus Tsien. Over toepassingen bij mensen zijn de onderzoekers erg voorzichtig. “Er bestaat een corresponderend gen in het menselijk DNA, maar er is geen onderzoek gedaan naar het effect van het toevoegen van een extra gen bij mensen. In de verre toekomst kan dit misschien gebruikt worden om dementie tegen te gaan. Gentherapie om je intelligentie te verhogen, dat is nu nog een ver-van-mijn-bed-show. Het onderzoek draagt nu vooral bij aan onze kennis over geheugen en leren.”
