Neurowetenschappers Emily Jacobs (links) en Caitlin Taylor (rechts) onderzoeken MRI-beelden van de hippocampus van een vrouw. Onderzoek van het team van Jacobs naar hoe hormonen de hersenen vormen, was te zien in de Netflix-serie De principes van plezier.
Toen Emily Jacobs begin jaren 2000 aan een carrière begon met het bestuderen van de hersenen, had een techniek die functionele magnetische resonantiebeeldvorming of fMRI wordt genoemd, een moment. “Net zoals we superkrachtige telescopen hebben waarmee we de verste uithoeken van het bekende universum kunnen kwantificeren, hebben we hier dit hulpmiddel waarmee we het hele menselijke brein en als een pulserend, levend orgaan kunnen zien”, zegt Jacobs, een cognitief neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara.
Door veranderingen in de bloedstroom te meten die dienen als een proxy voor hersenactiviteit, kregen neurowetenschappers nieuwe inzichten over hoe verschillende situaties gesprekken tussen hersenregio’s stimuleren en hoe de intensiteit van de gesprekken in de loop van de tijd verandert. “Ik zat op die golf van opwinding”, zegt Jacobs.
Maar ze realiseerde zich al snel dat er grote vragen waren die niet werden gesteld – vragen die belangrijk zijn voor de helft van de wereldbevolking. Hebben de natuurlijke hormonale veranderingen die gepaard gaan met menstruatie, zwangerschap en menopauze invloed op de communicatie tussen de hersenen? Hoe zit het met hormonale anticonceptiva, zoals de anticonceptiepil, die zijn? gebruikt door honderden miljoenen van mensen wereldwijd? En wat betekent dit allemaal voor de gezondheid en het gedrag van de hersenen?
Groot doel
De opkomst en ondergang van hormonen is een belangrijke reden waarom vrouwen in het verleden zijn uitgesloten van biomedisch onderzoek, hoewel hormonen bij mannen ook fluctueren. De resulterende lacune in de kennis van de vrouwelijke biologie heeft geleid tot ontoereikende mentale, fysieke en reproductieve gezondheidszorg. “De wetenschap, en vooral de neurowetenschap, heeft de seksen niet in gelijke mate gediend”, zegt Jacobs.
Met een reeks hulpmiddelen – fMRI, andere soorten MRI en hersenbeeldvorming, bloedonderzoek, neuropsychologische tests, virtual reality en meer – probeert Jacobs’ lab leemten op te vullen in ons basisbegrip van hoe hormonen in het menselijk brein werken. En ze bestudeert de hormonen als een lens voor grotere vragen over hersenveranderingen.
“Het bijzondere aan Emily’s werk is dat ze het op zoveel verschillende niveaus doet. Het is zo veelzijdig”, zegt cognitief neurowetenschapper Caterina Gratton van de Northwestern University in Evanston, Illinois. “Ze heeft meerdere verschillende soorten hersenmetingen, van moleculaire tot hersensystemen.”
Opvallend onderzoek
In een reeks onderzoeken genaamd 28 and Me – gedurende de 28 dagen van een typische menstruatiecyclus – volgden Jacobs en collega’s de hersenen van een vrouw nauwlettend in de gaten voor de duur van haar natuurlijke menstruatiecyclus. Elke 24 uur gedurende 30 dagen werden de hersenen van deze 20-jarige vrouw gescand, de bloedhormoonspiegels gecontroleerd en de stemming beoordeeld.
Toen de oestrogeenspiegels van de vrouw tijdens de ovulatie een hoogtepunt bereikten, synchroniseerden regio’s in de hersenen zich. En regio’s in een belangrijke hub, het standaardmodusnetwerk genaamd, werden hechte gesprekspartners. Bovendien herschikte een deel van dit netwerk zichzelf om een ​​nieuwe en tijdelijke communicatiekliek te creëren. Na de eisprong, toen de oestrogeenspiegels daalden en de progesteronspiegels toenamen, breidde grijze stof zich tijdelijk uit in een hersenstructuur die verband hield met leren en geheugen.
Toen dezelfde vrouw een jaar later werd onderzocht terwijl ze aan de pil was, die progesteron onderdrukt, werden de veranderingen niet waargenomen.
De bevindingen, beschreven in 2021 in Huidige mening in gedragswetenschappenleveren sterk bewijs dat de eb en vloed van geslachtshormonen drijft dagelijks veranderingen in de hersenen aan, zeggen Jacobs en collega’s. Ze zagen ook verbanden tussen hormoonfluctuaties en hersenveranderingen bij een mannelijke deelnemer.
Wat is het volgende
De observaties brachten cognitief neurowetenschapper Caitlin Taylor, een postdoc in Jacobs’ lab, ertoe om zich af te vragen hoe de hersenen reageren op chronische hormoonsuppressie door gebruik van orale anticonceptiva. Het team gaat van start een grootschalige studie proberen erachter te komen.
Aanvankelijk aarzelde Jacobs om het onderzoek groen licht te geven. Ze was bang dat het verdraaid zou kunnen worden om de toegang tot anticonceptie te eroderen. Uiteindelijk gaf ze toe, omdat vrouwen ‘wetenschap verdienen die ons van dienst kan zijn’, zegt ze.
Een andere inspanning, die Jacobs en Taylor aan het bouwen zijn, zal gegevens voor dergelijke grootschalige studies op grote schaal beschikbaar maken. Genaamd de University of California Women’s Brain Initiative, heeft het tot doel records van de acht onderzoekscentra voor hersenafbeeldingen van het universitaire systeem naar een open-access database te leiden. Wanneer een vrouw haar hersenen laat scannen in een van de centra, worden haar geanonimiseerde hersenafbeeldingsgegevens, medische gegevens en informatie over het gebruik van hormonale anticonceptiva in de database ingevoerd. Zodra alle acht centra aan boord zijn, kunnen er jaarlijks ongeveer 10.000 deelnemers zijn – veel meer dan een enkel laboratorium zou kunnen werven.
De verwachte berg gegevens zou een zegen moeten zijn voor onderzoekers die grote en kleine vragen stellen over de gezondheid van de hersenen, zegt Jacobs. En ze hoopt dat het de gezondheidszorg voor vrouwen zal verbeteren.
Wil je iemand nomineren voor de volgende SN 10 lijst? Stuur hun naam, affiliatie en een paar zinnen over hen en hun werk naar sn10@sciencenews.org.
