Onderzoek: Hoe verschillende delen van onze hersenen met elkaar communiceren.

Bron: Universiteit van Wisconsin-Madison. Oorspronkelijk artikel geschreven door Scott Gordon.
Vertaling: Ger van Poelgeest

Foto 1.  Professor Barry van Veen draagt een electrode-net dat is gebruikt om zijn hersenactiviteiten te monitoren. Zijn onderzoek kan wellicht duidelijk maken wat er tijdens het slapen en dromen in de hersenen gebeurt.

Foto 1. Professor Barry van Veen draagt een electrode-net dat is gebruikt om zijn hersenactiviteiten te monitoren. Zijn onderzoek kan wellicht duidelijk maken wat er tijdens het slapen en dromen in de hersenen gebeurt.

Zo echt als die dagdroom ook mag lijken , zijn pad door je hersenen loopt in werkelijkheid in tegenover gestelde richting .

Met als doel om discrete neurale circuits te onderscheiden , hebben onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin- Madison elektrische activiteit bijgehouden in de hersenen van mensen die afwisselend ingebeelde scènes of video’s bekeken.

” Een echt belangrijk probleem in het hersenonderzoek is het te begrijpen hoe de verschillende delen van de hersenen functioneel zijn verbonden . Welke gebieden hebben interactie met elkaar ? Wat is de richting van de communicatie ? ” zegt Barry Van Veen (Zie Foto 1). Hij is een professor op het gebied van elektrische- en computer engineering . ” We weten dat de hersenen niet functioneren als een set onafhankelijke gebieden , maar als een netwerk van gespecialiseerde gebieden die samenwerken . ”

Van Veen, samen met Giulio Tononi , een hoogleraar psychiatrie en neurowetenschapper , en Daniela Dentico , een wetenschapper bij UW- Madison’s Waisman Center , en medewerkers van de Universiteit van Luik in België , publiceerden de resultaten onlangs in het tijdschrift NeuroImage . Hun werk zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe instrumenten om Tononi te helpen om te ontwarren wat er in de hersenen gebeurt tijdens de slaap en dromen , terwijl Van Veen hoopt om de nieuwe onderzoek methoden toe te passen om te begrijpen hoe de hersenen netwerken gebruiken om het korte-termijn geheugen te coderen.

hersenen1 kopie

Tijdens verbeelding vonden de onderzoekers een toename van de informatiestroom van de pariëtale kwab van de hersenen naar de occipitale kwab – dat input van een hogere-orde-gebied combineert met input van een lagere-orde-gebied afkomstig van diverse zintuigen . (Zie ook Afb. 2a)
In tegenstelling daarmee heeft visuele informatie die via de ogen binnenkomt, de neiging te stromen vanuit de occipitale kwab – die veel van de visuele cortex van de hersenen maakt- opwaarts naar de pariëtale kwab.(Zie ook Afb. 2b)

” Er lijkt een hoop in onze hersenen en in de hersenen van dieren te zijn dat in twee richtingen gaat , dat neurale signalen in een bepaalde richting bewegen, dan stoppen en ergens anders weer opnieuw beginnen ” zegt hij . “Ik denk dat dit echt een nieuw thema is , dat niet eerder was onderzocht . ”
De onderzoekers benaderden de studie als een kans om het vermogen te testen van de elektro- encefalogram (EEG) – wat sensoren op de hoofdhuid gebruikt om de onderliggende elektrische activiteit te meten – om onderscheid te maken tussen de verschillende delen van het hersenen netwerk .

Hersenen zijn zelden rustig , hoewel, een EEG heeft de neiging om tal van activiteiten op te nemen die niet noodzakelijkerwijs verband houden met een bepaald proces dat onderzoekers willen bestuderen.

Op zoek naar een aantal doelgebieden, vroegen de onderzoekers hun proefpersonen korte videoclips te bekijken waarna de proefpersonen werd gevraagd om te proberen de actie vanuit het geheugen in hun hoofd af te spelen. Anderen werd gevraagd zich voor te stellen dat ze een tochtje op een denkbeeldige fiets maakten – zich daarbij te focussen op de details van de vormen, kleuren en texturen – waarna ze een korte video van stille natuur scènes kregen te zien .
Met behulp van een algoritme, dat Van Veen ontwikkelde om de EEG data te ontleden , waren de onderzoekers in staat om een sterk bewijs samen te stellen dat de stroom van informatie zich in twee richtingen beweegt.
” We waren zeer geïnteresseerd toen we merkten dat onze signaal verwerkingsmethoden gevoelig genoeg zijn om onderscheid te maken tussen deze omstandigheden”, zegt Van Veen , wiens werk wordt ondersteund door het National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering . ” Dit soort demonstraties zijn van belang om vertrouwen in nieuwe gereedschappen te krijgen.”

Ontwerp of toeval?
Wat mij in het artikel opviel is dat steeds weer blijkt dat onze hersenen weergaloos knap ontworpen zijn. Onderzoekers beginnen eigenlijk nu pas iets van de werking te begrijpen. Om ze na te maken is natuurlijk nog heel iets anders. Wat denkt u: kan zo’n complex systeem als de hersenen toevallig zijn ontstaan of is het weer een ingenieus staaltje van ontwerp door de Intelligente Ontwerper of Schepper?

Bron van het verhaal :
Het bovenstaande verhaal is gebaseerd op materiaal dat door de Universiteit van Wisconsin- Madison werd aangeleverd . Het originele artikel is geschreven door Scott Gordon. De nederlandse vertaling is van uw blogger en hij heeft ook ter illustratie Afb. 2 toegevoegd.

Tijdschrift Referentie :
Daniela Dentico , Bing Leung Cheung , Jui – Yang Chang , Jeffrey Guokas , Melanie Boly , Giulio Tononi , Barry Van Veen . Omkering van corticale informatiestroom tijdens visuele beelden in vergelijking met de visuele waarneming . NeuroImage , 2014 ; 100 : 237 DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2014.05.081

Voor meer info over de werking van de hersenen is er ook de site van de nederlandse Hersenstichting:
https://www.hersenstichting.nl/dynamics/modules/SFIL0200/view.php?fil_Id=304

Advertenties

Over gervanpoelgeest

gepensioneerd constructeur, natuurliefhebber
Dit bericht werd geplaatst in Intelligent Design, Menselijk lichaam, Techniek en getagged met , , , . Maak dit favoriet permalink.