Film als neurowetenschappelijk hulpmiddel
Neurowetenschappers hebben de meest gedetailleerde kaart van het brein ooit gemaakt door hersenscans te nemen van mensen die naar filmfragmenten keken. De fMRI-analyse, gepubliceerd op 6 november in het tijdschrift Neuron, toont hoe verschillende hersengebieden oplichten tijdens scènes uit films als Inception, The Social Network, en Home Alone. Het team ontdekte hoe specifieke hersennetwerken actief worden bij het verwerken van scènes met mensen, voorwerpen, actie en dialoog. Ze lieten ook zien hoe het brein overschakelt naar verschillende netwerken, afhankelijk van hoe eenvoudig of complex de scène is om te begrijpen.
“Dit is de eerste poging om de hersennetwerken in kaart te brengen terwijl mensen in een natuurlijke situatie zijn,” zegt Reza Rajimehr, neurowetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Hoe onze hersenen netwerken creëren
De hersenen bestaan uit sterk verbonden gebieden die samen netwerken vormen. Deze netwerken bepalen hoe we reageren op prikkels en ons gedrag aansturen. Veel eerdere studies gebruikten fMRI-scans van mensen in ruststand, maar dan zijn veel hersengebieden minder actief. In deze studie wilden de onderzoekers ontdekken of filmkijken meer inzicht kon geven in hoe onze hersennetwerken reageren op complexe beelden en geluiden.
Bij rusttoestand-scans is er geen externe prikkel, dus weten we niet precies wat de netwerken activeert, maar door filmfragmenten te tonen, kunnen we beter zien hoe verschillende netwerken reageren op specifieke elementen van de film.
Reza Rajimehr, neurowetenschapper aan MIT
Het onderzoek in vogelvlucht
De onderzoekers gebruikten gegevens van het Human Connectome Project, een studie waarin fMRI-scans zijn genomen van 176 jonge volwassenen die 60 minuten lang naar korte filmfragmenten keken. Door de hersenactiviteit van alle deelnemers te combineren en geavanceerde machine learning-technieken te gebruiken, konden ze hersennetwerken in kaart brengen en deze koppelen aan de inhoud van de film, zoals mensen, dieren, objecten, muziek, spraak en het verhaal.
24 hersennetwerken en hun specialisaties
Uit de analyse kwamen 24 unieke hersennetwerken naar voren, elk met een specifieke functie zoals het herkennen van gezichten, bewegingen of interacties tussen mensen en objecten. Ook ontdekten de onderzoekers een interessante wisselwerking tussen “uitvoerende controle-domeinen” (die ons helpen plannen en problemen oplossen) en meer gespecialiseerde hersengebieden. Bij ingewikkelde of dubbelzinnige scènes werden uitvoerende controle-domeinen actiever, terwijl eenvoudigere scènes juist de taalgebieden activeerden.
“Uitvoerende controle-domeinen worden vooral actief bij moeilijke taken, wanneer onze hersenen extra hard moeten werken,” zegt Rajimehr.
Bij duidelijke scènes, zoals een gesprek, nemen de taalgebieden het over, maar als er meer context en interpretatie nodig is, schakelt het brein naar een bredere controlemodus.
Reza Rajimehr, neurowetenschapper aan MIT
Toekomstig onderzoek: van groep naar individu
Omdat dit onderzoek zich richtte op het gemiddelde van alle deelnemers, willen de wetenschappers in de toekomst ook hersenkaarten van individuele personen bestuderen. Hiermee hopen ze te zien hoe hersennetwerken per persoon verschillen en hoe die verschillen samenhangen met gedrag, leeftijd of mogelijk zelfs mentale gezondheid.
“In toekomstige studies kunnen we de hersenkaarten per persoon vergelijken en die koppelen aan hun unieke gedragsprofiel,” zegt Rajimehr. “We onderzoeken nu hoe de inhoud van elk filmfragment hersennetwerken activeert, zoals de sociale context of de relatie tussen personages en hun omgeving.”
Samengevat
Deze studie biedt een uniek inkijkje in hoe ons brein werkt bij het bekijken van filmbeelden en laat zien hoe hersennetwerken zich aanpassen aan verschillende soorten prikkels. Door naar film te kijken, kunnen onderzoekers de interactie tussen hersengebieden in kaart brengen en nieuwe inzichten opdoen die mogelijk helpen om hersenstoornissen beter te begrijpen en te behandelen.
Bronmateriaal: Elsevier publishing
