Het hart van de zebravis herbergt een eigen ‘brein’ — een systeem van neuronen dat allesbehalve eenvoudig is. Onderzoekers hebben hier een verscheidenheid aan zenuwcellen aangetroffen, waaronder neuronen die zich gedragen als centrale patroongeneratoren (CPG’s) — precies die structuren van het centrale zenuwstelsel die ritmische bewegingen aansturen: lopen, kauwen, slikken.
Een groep wetenschappers van het Karolinska Institutet (Zweden) en de Columbia-universiteit (VS) paste geavanceerde methoden toe: immunohistochemische kleuring, RNA-sequencing van afzonderlijke cellen en analyse van de elektrische eigenschappen van neuronen — en stelde zo de eerste gedetailleerde kaart op van het zenuwstelsel van het hart op moleculair, cellulair en functioneel niveau.
Konstantinos Ampatzis, die het onderzoek aan het Karolinska Institutet leidde, benadrukte dat dit intracardiale netwerk een cruciale rol speelt, niet alleen bij de samentrekkingen van het hart, maar bij de actieve aansturing van het ritme — zoals de hersenen ritmische bewegingen van het lichaam controleren. Deze ontdekking stelt het klassieke begrip ter discussie van wie nu eigenlijk de hartslag commandeert.
De geschiedenis is hier diepgaand. Al in de negentiende eeuw ontdekten fysiologen zenuwganglia in de harten van kikkers en lange tijd beschouwden zij die als eenvoudige ritmegeleiders, tot niets meer in staat. Anderhalve eeuw leek het erop dat alles werd aangestuurd door het centrale zenuwstelsel via het sympathische en parasympathische deel. Maar nieuwe gegevens keren deze hiërarchie om: het centrum heeft inderdaad invloed, maar het lokale netwerk van zenuwcellen in het hart zelf neemt kritische beslissingen ter plaatse en verwerkt informatie onafhankelijk.
De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications (december 2024). Het onderzoek onthult dat het hart bij gewervelde dieren over een veel verder ontwikkelde zenuwarchitectuur beschikt dan eerder werd gedacht — een complexe ritmegeleider en intelligente regulator die signalen van de periferie en uit het centrum integreert voordat hij bepaalt hoe het moet samentrekken.
Dit roept een fundamentele vraag op over hoe informatie in het lichaam wordt verwerkt. Als een perifere structuur, afgesneden van het ruggenmerg en de hersenen, tot zulke complexe regulatie in staat is, dan vereisen moderne theorieën over bewustzijn — die welke zich baseren op globale uitzending alleen in de hersenschors of geïntegreerde informatie alleen daar — een grondige herziening. Misschien is de geest verdeeld in plaats van gecentraliseerd?
In het licht van ‘predictive processing’ — het model waarin de hersenen voortdurend signalen van de inwendige organen voorspellen en de voorspellingen bijstellen op basis van fouten — ziet de vondst er nog intrigerender uit.
Het blijkt dat het hart zelf deze voorspellingen lokaal kan genereren en bijstellen, door een eigen terugkoppelingslus te creëren.
Stelt u zich een stad met een goede architectuur voor: het centrale kantoor bepaalt de algemene strategie en het budget, maar elke wijk heeft een eigen verkeersleidingscentrum. Juist daar beslissen de plaatselijke controleurs wanneer het verkeerslicht op groen moet om het huidige verkeer door te laten, of hoe auto’s moeten worden omgeleid bij een ongeval. Dat is het model van het intracardiale zenuwnetwerk.
Een belangrijke nuance: het onderzoek werd uitgevoerd op het model van de zebravis, dat weliswaar overeenkomsten vertoont met de hartfunctie van zoogdieren, maar niet identiek is aan het menselijke hart. Een rechtstreekse overdracht van de resultaten naar mensen vereist aanvullend werk.
Als lokale neuronale ensembles echter inderdaad over een dergelijke mate van autonomie en activiteit beschikken, opent dat nieuwe horizonten in de klinische geneeskunde. De behandeling van aritmieën kan worden hergericht op gerichte therapie van het intracardiale netwerk, in plaats van alleen op het onderdrukken van centrale signalen.
Maar het belangrijkste is de vraag voor de filosofie en de neurowetenschap: waar ligt de grens tussen het ‘ik’ en het lichaam? Als de periferie kan denken, beslissingen kan nemen en zichzelf onafhankelijk kan reguleren, wat is bewustzijn dan en waar bevindt het zich?
