De linkerkant van het ruggenmerg ontwikkelt zich in menselijke embryo’s van vier tot acht weken sneller dan de rechterkant. Dit is het vroegste links-rechtsverschil in de ontwikkeling van het humane centrale zenuwstelsel dat is ontdekt. Een internationaal team geleid door wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek (MPI) en Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour heeft dit aangetoond door de activiteit van vele genen te bestuderen.
Onze zenuwstelsels vertonen links-rechtsverschillen die essentieel zijn voor het goed functioneren. Links- of rechtshandigheid is wellicht de bekendste asymmetrie die voortkomt uit de ontwikkeling van het zenuwstelstel. Dat wordt al vroeg gezien: embryo’s van een week of acht bewegen gemiddeld hun rechterarm vaker dan hun linkerarm. Op deze ‘leeftijd’ worden er nog geen signalen vanuit het brein naar de armen gestuurd, maar wel vanuit het ruggenmerg. Een paar weken later worden ook in vorm en grootte verschillen zichtbaar tussen de linker en rechterhelft van het premature brein.
Vroegste links-rechtsverschillen
Een team van wetenschappers uit Nederland, China en Groot-Brittannië zocht naar genen die bijdragen aan links-rechtsverschillen in het zenuwstelsel in de ontwikkelingsperiode van een embryo tussen vier en acht weken na bevruchting. De genetische analyse wees uit dat de linker- en rechterkant van het ruggenmerg met een ander tempo ontwikkelen.
De linkerzijde van het ruggenmerg loopt licht voor op de rechterzijde. Een set cruciale genen die groei en ontwikkeling besturen waren links actiever dan rechts. In het rhombencephalon, een gebied dat de voorloper is voor volwassen structuren van het brein, was dit juist andersom. “Dit lijkt wel logisch, omdat veel zenuwbanen kruisen tussen het rhombencephalon en het ruggenmerg in”, zegt Carolien de Kovel, eerste auteur van de studie en onderzoeker aan het MPI. “Hoe dit ontwikkelingsverschil in het ruggenmerg leidt tot rechtshandigheid is nog lastig te begrijpen.”
Clyde Francks, hoofd van de onderzoeksgroep ‘Brain and behavioural asymmetries’ op het MPI en verbonden aan het Donders Instituut van de Radboud Universiteit, voegt toe: “We denken dat deze zeer vroege links-rechtsverschillen in het ruggenmerg zorgen voor bepaalde latere asymmetrie van het brein, zoals de mogelijke dominantie van de linkerhersenhelft voor taalfuncties in meeste volwassenen.”
Asymmetrie en schizofrenie
“Ongeveer 85-90 procent van de mensheid is rechtshandig; dit lijkt dus de standaard in ontwikkeling”, vult De Kovel aan, “maar genetische en omgevingsinvloeden kunnen voor alternatieve paden van ontwikkeling zorgen, zoals linkshandigheid of tweehandigheid. Interessant genoeg lijken verstoringen in zulke asymmetrieën vaker voor te komen bij mensen met neuro-psychiatrische klachten, zoals schizofrenie.”
Zodoende vergeleken De Kovel en haar collega’s hun resultaten met genetische factoren die het risico op schizofrenie beïnvloeden. Het bleek dat genen die de grootste links-rechtsverschillen vertoonden in de embryo’s betrokken leken te zijn bij het risico op schizofrenie. “Onze bevindingen bewijzen niet direct dat deze genen door hun handelen in het ruggenmerg schizofrenie veroorzaken – dezelfde genen zijn namelijk ook actief in het volwassen brein. We hebben wel zeer waardevolle aanwijzingen gevonden waar we verder onderzoek op kunnen baseren”, aldus De Kovel.
Left-right asymmetry of maturation rates in human embryonic neural development
