ERC starting grant for Daan Brinks
Vijf onderzoekers van de TU Delft krijgen van de Europese Onderzoeksraad een ERC Starting Grant. Eén van deze onderzoekers werkt bij ImPhys. De grant (1,5 miljoen euro voor een programma van vijf jaar) is bedoeld om wetenschappers te ondersteunen die nog aan het begin van hun carrière staan, maar onder begeleiding al uitstekend werk hebben geleverd.
Onderstaand een beschrijving van zijn onderzoeksproject.
Daan Brinks
Het begrijpen van de hersenen is een van de grote wetenschappelijke uitdagingen van onze tijd. Dit streven is fundamenteel afhankelijk van vooruitgangen in de natuurwetenschappen en van de ontwikkeling van nieuwe manieren om hersenactiviteit te verstoren, vast te leggen en te interpreteren.
Informatie in de hersenen is gecodeerd in veranderingen in de membraanspanning van hersencellen. Spanningsbeeldvorming met behulp van genetisch gecodeerde spanningsindicatoren (GEVI's) is een revolutionaire methode die het mogelijk maakt om de elektrische dynamiek van een grote hoeveelheid cellen gelijktijdig en getrouw te meten. "GEVI's zijn gemodificeerde eiwitten die in staat zijn om veranderingen in membraanpotentiaal om te zetten in een optisch signaal, dat we vervolgens met behulp van microscopen kunnen detecteren", aldus Daan Brinks. "De techniek biedt ongekende mogelijkheden om te meten hoe veranderingspatronen in deze membraanspanning, actiepotentialen genaamd, zich manifesteren in subcellulaire compartimenten, cellen en netwerken in de hersenen. Het is de enige manier waarop we tot een fundamenteel begrip kunnen komen van hersenfuncties zoals leren en geheugen, en van neurodegeneratieve ziekten.”
Om deze belofte te kunnen waarmaken hebben we spanningsbeeldvorming diep in de levende hersenen van wakkere organismen die bepaald gedrag vertonen nodig. Om dit te bereiken, zal het Brinks lab een GEVI ontwikkelen die geoptimaliseerd is voor drie-fotonbeeldvorming (3P-beeldvorming). Deze techniek maakt niet-invasieve functionele beeldvorming mogelijk, door cellen zichtbaar te maken die zich in de diepere weefsels van de hersenen bevinden. Brinks: "We gaan zowel een genetische optimalisatie van GEVI's doen, als een diepgaand onderzoek van hun fotodynamica onder hoog vermogen, wat noodzakelijk is voor 3P-beeldvorming.” De groep zal de nieuwe technologie toepassen in een onderzoek naar geheugenvorming in het muizencerebellum.
