Columns:
De magie van de hersenen
Pieter Roelfsema
Neurobiologie
Prof. dr. Pieter Roelfsema is directeur van het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen (NIN-KNAW) in Amsterdam. Hij is tevens hoogleraar aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Roelfsema is lid van De Jonge Akademie.
Hoe werkt het brein? Zou het niet prachtig zijn als we dat begrepen? Hoe kan het nou dat die grijze massa in onze schedel bepaalt wie we zijn, wat we denken en doen? Terwijl ik deze column schrijf, komt er informatie via mijn ogen binnen over deze tekst die nu nog in de steigers staat en af en toe dwalen mijn ogen af naar Mart Smeets die in gesprek is met een paar Olympische sporters. Al deze informatie wordt verwerkt in mijn visuele hersenschors, tegelijkertijd stuurt mijn motorische hersenschors mijn vingers over de toetsen van het toetsenbord, en bereidt een ander deel van mijn hersenen het volgende woord om in te typen voor, en weer een ander deel de volgende zin of de inhoud van de volgende alinea. We begrijpen nog lang niet hoe al deze processen worden aangestuurd en als magie is wat we niet begrijpen, dan is ons brein een magisch orgaan.
Toch hebben we in de afgelopen jaren veel geleerd over hoe onze hersenen informatie verwerken. Ons hoofd zit vol met miljarden zenuwcellen die met elkaar communiceren via elektrische signalen. Wanneer een zenuwcel wordt geïsoleerd van de rest van het brein, dan lijkt hij nog het meest op een eenvoudige schakelaar. Hij krijgt input van andere zenuwcellen, wanneer hij genoeg input heeft ontvangen dan gaat hij aan en stuurt een signaaltje naar een duizendtal andere cellen. Een zenuwcel denkt dus niet, maar voert een eenvoudige bewerking uit. Wanneer meerdere cellen met elkaar samenwerken, kunnen ze heel wat meer. Ze vormen dan een netwerk van cellen die op een specifieke wijze met elkaar zijn geschakeld. Zo zijn er netwerken die alleen actief worden onder speciale omstandigheden, bijvoorbeeld tijdens de waarneming van een kleur of vorm. In patiënten met een elektrode in hun hoofd om de oorzaak van hun epilepsie op te sporen, werden zelfs zenuwcellen gevonden die alleen reageren op plaatjes van een bepaald individu. Zo was er een Bill Clinton-cel die alleen reageerde wanneer zijn eigenaar, de epilepsiepatiënt, een plaatje met deze president zag. Andere cellen reageerden op filmsterren zoals Jennifer Aniston, Julia Roberts en ga zo maar door. Een ieder van ons heeft dus wel een paar cellen gereserveerd voor koning Beatrix, premier Balkenende en natuurlijk Mart Smeets.
Klik op de afbeelding voor een vergroting
Wanneer de Beatrix-cellen in je brein actief worden, wil dat nog niet zeggen dat de koningin in het bewustzijn is. Er komt meer informatie in de hersenen binnen dan kan worden waargenomen. Een van de belangrijkste taken voor de hersenen is om de juiste selectie te maken uit deze informatiebrij en nog belangrijker, om het meeste ervan te negeren. Cellen die er niet toe doen, zoals de mijne voor Mart Smeets, horen eigenlijk onderdrukt te worden. En ja hoor, de cellen die deze tekst coderen, slagen er gelukkig in het bewustzijn door te dringen en zij vertonen juist extra activiteit. Dit komt omdat ze in hun activiteit ondersteund worden door cellen op andere plaatsen in mijn brein, bijvoorbeeld de cellen die het gewenste verloop van deze zin coderen. Bewuste waarneming ontstaat in de wisselwerking tussen zenuwcellen in verschillende delen van de hersenen, en het geheel is daarmee meer dan de som van de delen. Psychologen noemen deze wisselwerkingen aandacht. Het meten van aandachtprocessen in de hersenen is nu dagelijkse kost in de wetenschap en daarmee leggen we met het grootste gemak de relatie tussen hersenactiviteit en bewustzijn!
Het is zelfs mogelijk om de waarneming van visuele informatie te blokkeren met een elektromagnetische puls. De cellen kunnen hun normale wisselwerkingen niet uitvoeren en de visuele stimulus dringt niet door tot in het bewustzijn. Omgekeerd is het ook mogelijk om een visuele waarneming te maken in een blinde patiënt, door zenuwcellen in zijn hersenschors met elektriciteit te activeren. Hij ziet dan een lichtverschijnsel hoewel hij eigenlijk blind is. Onze waarneming en ons denken worden door dit soort onderzoek gereduceerd tot de elektrische activiteit van zenuwcellen. Een gedachte, en zelfs een complex idee, is een patroon van elektrisch actieve cellen. Terwijl ik dat schrijf, ben ik me ervan bewust dat deze opvatting over wat een gedachte, is ook ergens elektrisch gecodeerd moet zijn in mijn hersenen, en de opmerking in het eerste deel van deze zin ook… Bovendien vertellen de zenuwcellen in mijn brein dat dit mijn opvattingen zijn, en dat die niet door iedereen worden gedeeld. De magie is nog lang niet verdwenen uit het hersenonderzoek.
- Website NIN-KNAW
- Wat is denken? Interview met Pieter Roelfsema bij Hoe?Zo! Radio (6 december 2007) - Beluister de uitzending in mp3
