Uitlopers van hersencellen die precies in een cirkel liggen, veroorzaken spectaculair wervelende hersengolven die gevoel verbinden met bewegingen.
Ons brein zit vol elektrische activiteit, maar die blijkt zich nu op een wel heel bijzondere manier te verplaatsen: in heuse draaikolken. Dat ontdekten wetenschappers van de University of Washington. Het nieuwe type hersengolf blijkt cruciaal te zijn voor hoe prikkels worden verwerkt en tot actie leiden – in ieder geval bij muizen. De resultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Science.
Lees ook:
- Hoe epilepsiepatiënten helpen om scherpere beelden van de hersenen te maken
- Slaappatronen voorspellen of een comapatiënt weer wakker wordt
- Grafeensensors brengen mind control dichterbij
3D-beeldvorming
De zogenoemde somatosensorische cortex ontvangt lichamelijke prikkels, zoals aanraking, maar ook pijn, temperatuurwisselingen en de veranderingen in houding van je lichaam. Vervolgens stuurt dit hersengebied elektrische signalen naar onder meer de motorische cortex, zodat je reageert op de waarneming.
Steinmetz en collega’s brachten bij muizen via cortex-brede beeldvorming de gehele hersenschors live en in 3D in kaart. Ook deden ze metingen aan de activiteit van individuele hersencellen van de somatosensorische cortex.
Anatomische draaimolen
Wat bleek? In de somatosensorische cortex liggen de uitlopers van hersencellen (axonen) in een cirkel gerangschikt, als een soort draaimolen. Zodra deze neuronen vuren, ontstaat er automatisch een spiraalvormige golf die zich door het brein verplaatst.
Als de onderzoekers bijvoorbeeld een pufje lucht tegen de linkersnorharen van een muis bliezen, zagen ze direct een spiraalgolf ontstaan in de somatosensorische cortex. Deze golf bleef niet op één plek, maar reisde door naar de motorische cortex (het bewegingscentrum) en diepere hersendelen, zoals de thalamus. Bovendien bleek dat de ‘draaikolken’ aan weerszijden van het muizenbrein gespiegeld waren.
‘Ruimte-tijd-klok’
En dat is niet alles. Wanneer de muizen een gecoördineerd spelletje speelden voor een beloning, veranderden de golven subtiel op basis van hoe alert of succesvol de muis was. De golven werken waarschijnlijk als een soort interne ‘ruimte-tijd-klok’ die de opeenvolging van waarnemen, voorspellen en bewegen perfect timet.
Een heel bijzondere ontdekking, maar tot nu toe hebben Steinmetz en zijn team die natuurlijk alleen bij muizen vastgesteld. Toch is het volgens hen waarschijnlijk dat deze spiraalvormige coördinatie ook bij andere zoogdieren – waaronder de mens – een rol speelt bij het aanleren van complexe taken die afhankelijk zijn van een goede samenwerking tussen de somatosensorische en motorische cortex. Denk bijvoorbeeld aan autorijden of het bespelen van een muziekinstrument.
Maar vervolgonderzoek moet uitwijzen of onze hersenen inderdaad ook ‘draaien’.
Bronnen: Science, University of Washington school of medicine via EurekAlert!