Neurowetenschap: een manier om te begrijpen hoe de hersenen werken
Het doel van de neurowetenschap is van oudsher om te begrijpen hoe het zenuwstelsel functioneert. Deze discipline wil zowel functioneel als structureel weten hoe de hersenen zijn georganiseerd. Onlangs is het verder gegaan door niet alleen te willen leren hoe de hersenen werken, maar ook hoe ze ons gedrag, onze gedachten en onze emoties beïnvloeden.
De cognitieve neurowetenschap relateert onder andere het fysieke brein en de conceptuele geest. Het is dus een mengsel van neurowetenschappen en cognitieve psychologie. Dit laatste gaat over de kennis van hogere functies zoals geheugen, taal en aandacht. Het belangrijkste doel van de cognitieve neurowetenschap is dus om het functioneren van de hersenen te relateren aan onze cognitieve vaardigheden en gedrag.
Recent ontwikkelde technieken hebben intussen nieuw onderzoek op dit gebied mogelijk gemaakt. Onderzoek in neurobeeldvorming heeft het makkelijker gemaakt om concrete structuren met verschillende functies met elkaar in verband te brengen. Een bepaald hulpmiddel is hierbij bijzonder nuttig: functionele MRI, oftewel fMRI. Hulpmiddelen zoals niet-invasieve transcraniële magnetische stimulatie zijn ook ontwikkeld om verschillende pathologische aandoeningen te behandelen.
Het begin van de neurowetenschappen
Je kunt het niet hebben over het begin van de neurowetenschappen zonder Santiago Ramon y Cajal te noemen, de schepper van de doctrine van de neuron. Zijn bijdragen aan het oplossen van de problemen van ontwikkeling, degeneratie en regeneratie van het zenuwstelsel zijn vandaag de dag nog steeds belangrijk en wetenschappers voegen nog voortdurend toe aan zijn werk. Als je een datum moet zetten op het begin van de neurowetenschappen, dan zou het de negentiende eeuw zijn.
De discipline ontwikkelde zich tegelijkertijd met de ontwikkeling van de microscoop. Experimentele technieken, zoals het kleuren van weefsels, en onderzoek naar de structuur en de functionaliteit van het zenuwstelsel hielpen hierbij ook.
Toch zijn de neurowetenschap en ons begrip van hoe het brein werkt uit vele verschillende kennisgebieden ontstaan. Men zou kunnen zeggen dat veel ontdekkingen in de neurowetenschappen multidisciplinair zijn.
Anatomie, verantwoordelijk voor het lokaliseren van alle complexe interne delen van het lichaam, droeg hier aanzienlijk aan bij. Fysiologie richtte zich op hoe het lichaam werkt. De farmacologie richtte zich op haar beurt op externe stoffen en hun gevolgen voor het lichaam en onze biochemie, met behulp van stoffen die door het lichaam zelf worden afgescheiden, zoals neurotransmitters.
Psychologie heeft ook belangrijke bijdragen geleverd aan de neurowetenschap door middel van theorieën over gedrag en denken. In de loop der jaren is de psychologie afgestapt van een dergelijk lokalisatieperspectief. Dit perspectief geloofde dat elk gebied van de hersenen een specifieke functie had. Onderzoekers hebben nu een meer functioneel perspectief, met als doel het algemeen functioneren van de hersenen te begrijpen.
Cognitieve neurowetenschap
Neurowetenschap is een breed wetenschappelijk vakgebied. Het omvat bijvoorbeeld alles van fundamenteel onderzoek tot toegepast onderzoek dat werkt met de gevolgen van onderliggende gedragsmechanismen. Binnen de neurowetenschap tracht de cognitieve neurowetenschap te begrijpen hoe hogere functies zoals taal, geheugen en besluitvorming werken.
Cognitieve neurowetenschap richt zich op de neuronale onderlagen van mentale processen. Met andere woorden, welke invloed hebben ons gedrag en onze gedachten op onze hersenen? We hebben ontdekt dat specifieke gebieden van de hersenen verantwoordelijk zijn voor sensorische en motorische functies, maar deze gebieden vertegenwoordigen slechts een kwart van de totale cortex.
De gebieden hebben geen specifieke functie. In plaats daarvan zijn ze verantwoordelijk voor het interpreteren, integreren en coördineren van sensorische en motorische functies. Dit maakt hen verantwoordelijk voor superieure mentale functies. De hersengebieden die functies zoals geheugen, denken, emoties, bewustzijn en persoonlijkheid regelen, zijn veel moeilijker te lokaliseren.
Geheugen is gekoppeld aan de hippocampus, een gebied in het midden van de hersenen. Wat emoties betreft, weten we dat het limbisch systeem dorst en honger (hypothalamus), agressie (amygdala) en emoties in het algemeen beheerst. En het is de cortex waar de hersenen cognitieve vaardigheden integreren. Daar ontstaat ons bewustwordingsvermogen, ontwikkelen we relaties en hebben we complexe gedachten.
De hersenen en emoties
Een gebied dat we door cognitieve neurowetenschap beter begrijpen is bijvoorbeeld het gebied van de emoties. Emoties zijn cruciaal in het leven van een mens. We ervaren ze allemaal. We drukken alle emoties uit via viscerale motorische veranderingen en stereotype somatische en motorische reacties, met name bewegingen van de gezichtsspieren.
In de eerste plaats schreef het onderzoek emoties toe aan het limbisch systeem. Dit geldt nog steeds, maar we hebben ontdekt dat er ook andere delen van de hersenen bij betrokken zijn.
Deze andere gebieden omvatten de amygdala en de orbitale en mediale aspecten van de frontale kwab. Deze regio’s werken samen om een emotioneel motorisch systeem te vormen. Dezelfde structuren die emotionele signalen verwerken nemen deel aan andere taken, zoals rationele besluitvorming en zelfs morele beoordeling.
De viscerale motorische nuclei en somatische motorische neuronen coördineren hoe we emoties uiten. Emoties en de activering van het autonome zenuwstelsel zijn nauw met elkaar verbonden.
Elke emotie die we voelen, zoals angst of verrassing, zou onmogelijk zijn zonder een verhoogde hartslag, zweten, rillingen… Het is een deel van wat deze emoties zo rijk maakt.
Emoties zijn een adaptief hulpmiddel dat anderen informeert over onze gemoedstoestand. Er zijn overeenkomsten aangetoond in de manier waarop mensen onder andere vreugde, verdriet en woede uitdrukken. In feite heeft onderzoek overeenkomsten tussen verschillende culturen waargenomen. Het is een van de manieren waarop we met anderen moeten communiceren en meeleven.
Bibliografie
Cavada, C. Sociedad Española de Neurociencia: Historia de la neurociencia. Recuperado de http://www.senc.es/es/antecedentes
Eriksson, P.S., Perfilieva E., Bjork-Eriksson T., Alborn A. M., Nordborg C., Peterson D.A., Gage F.H. (1998). Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus. Nature Medicine.4(11), 1313–1317.
Kandell E.R., Schwartz J.H. y Jessell T.M.(2001) Principios de Neurociencia. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana.
Lupien S.J., King S., Meaney M.J., McEwen B.S.(2000). Child’s stress hormone levels correlate with mother’s socioeconomic status and depressive state. Biological Psychiatry. 48, 976–980.
Purves, Augustine, Fitzpatrick, Hall, Lamantia, McNamara y Williams. (2007). Neurociencia(Tercera edición).Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
Rizzolatti G., Craighero L. (2004).The mirror-neuron system. Annual Review of Neuroscience. 27, 169–192.
Stern, Y. (2009). Cognitive reserve. Neuropsychologia, 47(10), 2015–2028. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2009.03.004