Eric Kandel en Aplysia californica: hun rol in de opheldering van geheugenmechanismen en de studie van psychotherapie

Aplysia californica is een soort zeeslak of gastropode weekdier. Door zijn schijnbaar eenvoudige neuro-anatomie en zijn vermogen tot klassieke en operante conditionering heeft A. californica de neurowetenschap goede diensten bewezen. De gedragswijziging van de hevel-onttrekkingsreflex van de Aplysia is een bijzonder nuttig onderzoekspunt geweest.

In de jaren zestig begonnen James Schwartz en Eric Kandel aan een onderzoeksprogramma om de biochemische en neuro-anatomische basis van leren en geheugen vast te stellen. Hun eerste doorbraak kwam in de jaren 1970 toen zij vaststelden dat cAMP en later serotonine werden gesynthetiseerd in Aplysia ganglia tijdens het proces van korte-termijn geheugenvorming 1. Daaropvolgend onderzoek toonde aan dat cAMP-afhankelijk proteïnekinase (PKA) en de regulerende effecten daarvan op kaliumkanalen relevant waren voor aangeleerd gedrag en geheugen.

In de jaren tachtig hadden Kandel en zijn medewerkers vastgesteld dat de eiwitsynthese aan de basis lag van de codering van het langetermijngeheugen. De synthese van C-reactive element binding (CREB) en de invloed daarvan op de vorming van synaptische verbindingen hielpen aantonen dat kortetermijngeheugen geassocieerd was met functionele veranderingen in bestaande synapsen, terwijl langetermijngeheugen geassocieerd was met een verandering in de dichtheid van synaptische verbindingen 2.

Dus hielp een eenvoudige reflex in een anders obscuur zeeweekdier om een verband te leggen tussen de hersenen en de externe omgeving. Dit onderzoek leverde Kandel in 2000 de Nobelprijs op.

Hoewel het werk van Kandel op zichzelf het hersen-brein dilemma niet oplost, is het van enorm nut geweest voor het veld van de psychotherapie. Kandel’s werk heeft aantoonbaar talrijke onderzoekers geïnspireerd om te proberen de neurale basis van de voordelen van psychotherapie aan te tonen, b.v. Linden 3.

Een van de eerste van deze onderzoeksprogramma’s was dat van Baxter en medewerkers, die vergelijkbare metabolische veranderingen in de kop van de rechter caudatekern en orbitofrontale cortex aantoonden bij patiënten die leden aan obsessieve compulsieve stoornis en die waren verbeterd met ofwel gedragstherapie ofwel fluoxetine 4. Een ander voorbeeld van dergelijk werk was dat van Brody en medewerkers, die aantoonden dat ernstig depressieve patiënten bij wie de symptomen na 12 weken behandeling met hetzij interpersoonlijke psychotherapie, hetzij paroxetine waren verdwenen, soortgelijke veranderingen van neurale stofwisselingsafwijkingen vertoonden als die welke in hun oorspronkelijke depressieve toestand aanwezig waren 5. Dergelijk onderzoek is ook toegepast op langdurige psychotherapie met patiënten met een persoonlijkheidsstoornis, waarbij een normalisatie van de serotonine-opname na afloop van een psychotherapiekuur werd aangetoond 6.

Psychotherapie heeft het decennium van de hersenen deels doorstaan vanwege studies zoals eerder genoemd, en het baanbrekende werk van Kandel. Niet alleen tonen effectiviteitsstudies aan dat psychotherapie vergelijkbaar is met medicatie bij een verscheidenheid aan niet-psychotische stoornissen, maar het onderzoek geïnspireerd door het oorspronkelijke werk van Aplysia toont ook aan dat de psychotherapieën waarschijnlijk de vermeende neurale basis van dergelijke behandelingsreacties delen.

Misschien ligt de ware betekenis van dit werk in het begrip van de plasticiteit van het zenuwstelsel, en in het bijzonder de subcellulaire basis van leren. In wezen toonde het werk van Kandel aan dat de omgeving een structureel effect kan uitoefenen op het zenuwstelsel. Hoewel later onderzoek bij mensen beperkt is gebleven tot neuroimaging veranderingen, blijft het principe dat voor het eerst in Kandel’s oeuvre werd uitgewerkt de kern van dit vakgebied.

Michael Robertson 1,2,3 , Garry Walter 1,4,5