Om dit probleem aan te pakken gebruikten Havekes en zijn team optogenetica. Met behulp van genetische technieken zorgden zij ervoor dat een lichtgevoelig eiwit (channelrhodopsine) selectief wordt aangemaakt in zenuwcellen die actief zijn tijdens het leren. Dit maakt het mogelijk om de specifieke ervaring opgeslagen in deze neuronen weer op te roepen door ze met laserlicht te beschijnen. ‘In ons onderzoek naar slaaptekort hebben we dit toegepast in de hippocampus, een gebied in de hersenen dat ruimtelijke informatie en feitenkennis opslaat’, vertelt Havekes.
Eerst kregen genetisch aangepaste muizen een ruimtelijke leertaak, waarbij ze de locatie van verschillende objecten moesten onthouden. De neuronen van de hippocampus zijn zeer belangrijk voor dit proces. De muizen moesten de taak enkele dagen later opnieuw doen, maar nu waren enkele objecten verplaatst. Muizen die voor de eerste sessie enkele uren wakker waren gehouden hadden bij de tweede sessie niet door dat er objecten verplaatst waren, wat suggereert dat ze zich de oorspronkelijke posities daarvan niet konden herinneren. ‘Maar wanneer we voor de tweede sessie de neuronen van de hippocampus waarin deze informatie was opgeslagen activeerden met licht, bleek de herinnering wel aanwezig te zijn’, zegt Havekes. ‘Dit laat zien dat de informatie tijdens slaaptekort wel degelijk is opgeslagen, maar zonder de stimulatie niet was terug te halen.’
De moleculaire signalen die ontstaan tijdens de activatie van de herinneringen bleken ook te worden gestimuleerd door roflumilast, een medicijn dat patiënten met astma en COPD gebruiken. Havekes: ‘Wanneer we de muizen die getraind waren tijdens slaaptekort net voor de tweede test een dosis roflumilast gaven, konden ze zich de oorspronkelijke positie van de objecten wel herinneren, net als bij de directe stimulatie van de neuronen met licht.’ Aangezien roflumilast al bij mensen gebruikt mag worden, en bovendien vanuit de bloedsomloop in de hersenen kan doordringen, opent dit de weg naar proeven om ‘verloren’ herinneringen in mensen weer toegankelijk te maken.