Innovatieve samenwerking biologen en natuurkundigen voor hersenonderzoek

Utrechtse biologen en natuurkundigen gaan samen onderzoek doen naar de fysische principes achter het ontstaan en geleiden van elektrische impulsen in intact hersenweefsel. Voor dit unieke samenwerkingsproject ontvangen de onderzoekers samen een FOM-subsidie van ruim 1,7 miljoen euro. Programmaleider Kapitein is verheugd: “Dit is een geweldige kans om recent ontwikkelde concepten uit de fotonica uit te werken en toe te passen op een fundamentele vraag over de hersenen: hoe ontstaan en verspreiden elektrische signalen zich in weefsel?”

Een van grootste wetenschappelijke uitdagingen op dit moment is te begrijpen hoe het brein met biljoenen neuronen in neurale netwerken onze gedragingen aanstuurt. Het project, genaamd NeuroPhotonics: unraveling the physics of signaling in intact neuronal networks, brengt experts op het gebied van neurofysiologie samen met excellente onderzoekers uit de fotonica. De onderzoekers willen de fysische principes achter het ontstaan en geleiden van elektrische impulsen in intact hersenweefsel ontrafelen. Daarvoor maken ze gebruik van geavanceerde fotonische technieken, waarmee ze de onvermijdelijke vervorming en verstrooiing van licht in weefsel kunnen compenseren.

Fotonica en neuroimaging

Naast Kapitein zijn vanuit de Universiteit Utrecht ook neurobiologen Corette Wierenga en Maarten Kole (Nederlands Herseninstituut/UU) en natuurkundigen Allard Mosk en Hans Gerritsen betrokken. Ook Ivo Vellekoop van de Universiteit Twente is medeaanvrager van het project. Kapitein licht toe: “Dit programma vormt een mooie brug tussen fotonicagroepen in het departement Natuurkunde en neuroimaging-groepen bij Biologie. Ik verwacht dat dit het begin zal zijn van meer samenwerking tussen beide departementen, zowel op het gebied van onderzoek als onderwijs. We kunnen veel van elkaar leren.”

Intensievere samenwerking

“Het is fantastisch dat biologie en natuurkunde elkaar in dit project kunnen stimuleren. Alle aanvragers hebben hier lang aan gewerkt en er zijn hierdoor echt nieuwe samenwerkingen ontstaan, binnen Utrecht en ook met de Universiteit Twente en het Nederlands Herseninstituut. Dit is de eerste stap naar een intensievere samenwerking tussen onze vakgebieden”, aldus medeaanvrager Mosk, hoogleraar Nanofotonica. De toepassingen van het onderzoek zullen uiteindelijk nog breder zijn, aldus biofysicus Kapitein. “De ontwikkelde technologie zal ook breed toepasbaar zijn voor andere vragen over het functioneren van cellen in hun natuurlijke complexe omgeving.”