Veel mensen weten dat wetenschappers onze hersenactiviteit kunnen meten tijdens een experiment, en dat artsen afbeeldingen kunnen maken van ons brein om bijvoorbeeld een tumor op aan te wijzen. Als wetenschappers je vragen om naar een knipperend licht te kijken terwijl je hersenactiviteit wordt gemeten, dan zien ze activiteit in een hersengebied dat (niet geheel verrassend) de “visuele cortex” genoemd wordt. Als je naar geluiden luistert, zien ze hersenactiviteit in een gebied dat de “auditieve cortex” heet.

daniel_templateVoordat we de technieken hadden om hersenactiviteit direct te kunnen meten, bedachten wetenschappers theorieën over de functies van hersengebieden door specifieke gedragssymptomen (zoals problemen met het vormen van grammaticale zinnen) te koppelen aan de locatie van beschadigd hersenweefsel. Deze oude aanpak leidde ertoe dat wetenschappers zijn gaan aannemen dat ieder hersengebied gespecialiseerd is in een bepaalde functie. Elke keer als wetenschappers bewijs vonden voor de activatie van een bepaald hersengebied tijdens het uitvoeren van een specifieke taak, werd die aanname van functionele specialisatie bevestigd. Zo zijn we bijvoorbeeld gaan geloven in het bestaan van een specifiek ‘taalcentrum’ in de hersenen. Tegenwoordig vinden veel wetenschappers dat er niet genoeg bewijs is om deze hypothese over de organisatie van het brein te ondersteunen. Zij zijn van mening dat er geen enkel hersengebied verantwoordelijk is voor één functie: iedere functie wordt vervuld door meerdere, sterk verbonden hersengebieden die op verschillende momenten verschillende dingen kunnen doen.

Iedere functie wordt vervuld door meerdere, sterk verbonden hersengebieden die op verschillende momenten verschillende dingen kunnen doen.

Om een voorbeeld van deze werkverdeling te geven: laten we eens kijken naar de hierboven genoemde visuele en auditieve cortex. Onderzoekers hebben aangetoond dat katten die doof geboren worden, beter zijn in bepaalde visuele taken dan katten die kunnen horen. De onderzoekers ontdekten dat de dove dieren delen van hun auditieve cortex gebruikten om visuele taken beter uit te voeren. Interessant genoeg werden diezelfde hersengebieden ook (zij het minder sterk) geactiveerd bij horende katten. Dit bewijst niet alleen dat het brein plastisch (vormbaar) is, maar ook dat de hersenen niet zo strikt georganiseerd zijn als eerder werd aangenomen.

Zulke ongelooflijke vormen van aanpassing en functionele diversiteit zien we ook terug in cognitie. Zo werd er een tijd lang aangenomen dat mensen een specifiek hersengebied hadden voor lezen, een gebied waar lezen ‘gebeurt’, dat in verbinding staat met het taalsysteem. Maar inmiddels hebben wetenschappers laten zien dat er allerlei hersengebieden betrokken zijn bij verschillende aspecten van lezen, en dat er tijdens het lezen interactie is tussen al die gebieden. Precies diezelfde gebieden worden ook geactiveerd tijdens allerlei andere taken, dus het zou ongepast zijn om ze ‘leesgebieden’ te noemen.

plastic-brai-bwn
Het aanpasbaar brein.

Het doel van deze post is niet om de rol van de visuele cortex bij zien, of die van de auditieve cortex bij horen, te bagatelliseren. Iemand bij wie deze hersengebieden beschadigd raken kan heel goed de voordelen van bijbehorende zintuigen verliezen. Het is ook niet de bedoeling om te concluderen dat elk hersengebied altijd betrokken is bij elke taak. Het punt is dat het verwerken van visuele informatie, in computertermen, niet één taak is: er is een hele vracht aan informatie die ontvangen, bij elkaar gebracht en geïnterpreteerd moet worden, en daar zijn allerlei hersengebieden bij betrokken. Er is niets wezenlijk anders aan de cellen in de visuele cortex waardoor ze reageren op visuele stimuli. Het zou goed kunnen dat ze zo belangrijk zijn voor de verwerking van visuele informatie omdat ze nou eenmaal heel dicht liggen bij de cellen die verbonden zijn met de ogen. Maar visuele informatie is niet de enige informatie die deze cellen verwerken, noch zijn dit de enige cellen die visuele informatie verwerken.

“Het punt is dat het verwerken van visuele informatie, in computertermen, niet één taak is.”

Misschien, als we maar ver genoeg inzoomen, kunnen we nog steeds blijven pleiten voor een bepaalde vorm van functionele specialisatie in het brein, maar niet op basis van het gedrag dat cognitiewetenschappers normaal gesproken bestuderen (zoals lezen of besluitvorming). We moeten dan op zoek naar veel kleinere en fijngevoeligere gebieden, met de kanttekening dat zulke gebieden misschien een veel algemenere functie hebben dan we denken, en dat ze bepaalde berekeningen misschien alleen uitvoeren in een specifieke, tijdelijke samenstelling van hersennetwerken. Het zou namelijk goed kunnen dat de stabiliteit van hersenactiviteit zoals die gevonden wordt in experimenten, het resultaat is van de manier waarop wij wetenschappers het brein onderzoeken. Onze ideeën over het brein worden immers gevormd door biofysica en vloeistofdynamica (hoe stroomt bloed door een bloedvat?), de vragen die we stellen (kunnen we grammatica vinden in het brein?), de aannames die we maken (een sterkere bloedstroom wijst op meer hersenactiviteit), en de manier waarop we data analyseren (statistische methoden).

Advertenties