Je leest:

Gedachten aap te voorspellen met scan

Gedachten aap te voorspellen met scan

Auteur: | 22 januari 2009

Met behulp van MRI-scans is het hersenwetenschappers van de universiteit van Columbia gelukt om de gedachten van apen te voorspellen. Actieve hersendelen zijn goed doorbloed, maar de onderzoekers ontdekten dat dit ook geldt voor hersengebieden die in de zeer nabije toekomst gebruikt gaan worden. Hoe de hersenen van tevoren ‘weten’ welke taak zij straks uit moeten voeren, is nog niet bekend.

Hersenwetenschappers van de universiteit van Columbia kunnen de gedachten van apen voorspellen met behulp van een MRI-scan. Hersengebieden die in de nabije toekomst nodig zijn, zijn (net als actieve hersendelen) beter doorbloed dan gebieden die geen taak hebben. Hoe de hersenen ‘weten’ welke opdracht eraan komt, is nog onbekend. Het onderzoek, dat deze week te lezen is in vakblad Nature, zal in ieder geval invloed hebben op de opvattingen over de interpretatie van hersenscans.

Het maken van een MRI-scan.

Opruimploeg

Het is een cruciale aanname bij hersenonderzoek: de activiteit van hersencellen (neuronen) bepaalt het bloedvolume en de zuurstoftoevoer naar een bepaald hersengebied. Actieve neuronen maken een zooitje van hun omgeving. Zij verbruiken ontzettend veel energie en vervuilen het milieu met hun afvalstoffen. Vers bloed is de opruimploeg. Het zorgt ervoor dat de afvalstoffen uit een actief hersengebied verdwijnen en levert nieuwe voedingsstoffen aan.

Het is mogelijk om tijdens een experiment zowel de activiteit van neuronen als het bloedvolume in een bepaald hersengebied te volgen. Dat is ook precies wat de Amerikaanse hersenwetenschappers in dit geval gedaan hebben. Twee makaken kregen een taak in een donkere kamer, zodat prikkels van buiten hen niet konden afleiden. De apen moesten zich focussen op een lichtpuntje en ontvingen vruchtensap wanneer zij dit goed deden. Het lichtpuntje veranderde om de zoveel tijd van kleur. De kleurverandering was voor de makaken een teken dat zij even konden ontspannen.

Tijdens het experiment moesten makaken zich focussen op een lichtpuntje. Kleurverandering gaf aan wanneer de apen zich mochten ontspannen. Bij het uitvoeren van de taak en in rust werden zowel de activiteit van neuronen als het bloedvolume in bepaalde hersendelen gevolgd. Afbeelding: Laurie Santos

Aankomende taken

Bij het focussen op een lichtpuntje maten de onderzoekers activiteit in neuronen in de visuele cortex (het hersengebied waarin visuele prikkels binnenkomen en verwerkt worden). Hierdoor was er ook een duidelijke bloedtoevoer naar dat deel van de hersenen. Tot zover geen verassingen, maar tijdens de ontspanningsmomenten blijft het bloedvolume in de cortex hoog. Dit terwijl er bijna geen neuronale activiteit wordt gevonden en er ook geen prikkels aanwezig zijn.

Stukje van de hersenen tijdens het uitvoeren van de taak. De zwarte vlek in het midden is het gebied waarin actieve neuronen zich bevinden. De witte kronkellijntjes zijn bloedvaten die dit hersengebied van extra bloed en zuurstof voorzien. Afbeelding: Y.Sirotin en A.Das

De onderzoekers denken dat inactieve hersengebieden met een hoge bloedtoevoer klaar zijn voor het uitvoeren van aankomende taken. Hoe de hersenen van tevoren ‘weten’ welke taak zij straks uit moeten voeren, is nog niet bekend. Het onderzoek heeft in ieder geval invloed op de interpretatie van hersenscans. Artsen en onderzoekers kunnen er niet meer klakkeloos vanuit gaan dat een hersengebied met een hoog bloedvolume altijd actief is.

Bronnen

Anticipatory haemodynamic signals in sensory cortex not predicted by local neuronal activity (Yevgeniy Sirotin en Aniruddha Das), Nature, 22 januari 2009 Pre-emptive blood flow (David Leopold), Nature, 22 januari 2009

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 22 januari 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.