[neuro] signaalinterpretatie in de hersenen

[gmK]

Beste mede forumgebruikers,

Ik wil binnenkort een presentatie geven over signaalinterpretatie in het brein. Tot nog toe kan ik er eigenlijk nog maar weinig van vinden binnen de digitale bibliotheek van de universiteit. Misschien gebruik ik dan ook niet de juiste zoektermen, maar het kan ook zomaar zijn dat men nog niet ver genoeg is met onderzoek om dit onderwerp al aan te snijden.

Voor degenen die niet goed weten wat ik bedoel, zal ik het proberen uit te leggen.

Het brein bestaat uit miljoenen neuronen. Deze neuronen communiceren met elkaar via electrische signalen. Alleen de neuron die dit signaal ontvangt, vuurt, afhankelijk van de andere neuronen waar het mee verbonden is, ook enkel maar weer een electrisch signaal uit. De vraag die ik me nu stelde is waar binnen het complete netwerk van neuronen de interpretatie van het signaal wordt gedaan. Hoe kom je van simpele electrische signalen naar dingen als spraak, geheugen of misschien zelfs bewustzijn. Waar zit de interpretatieslag die zegt "als neuron A afgaat, dan betekent dit X".

Ik hoop dat iemand me hierbij kan helpen of er over kan meedenken.

[Dido]

Dit heeft te maken met 'wat komt waar aan in de hersenen'. Of, om het met ene ander woord te zeggen: de somatotopie. Afhankelijk van welke neuronen er vuren en dus de plaats van die neuronen, weten de hersenen ahw. om welke functie het gaat:

- de visuele cortex achteraan de hersenen: als deze neuronen geactiveerd worden, dan zullen we iets zien

- de motorische cortex: als deze geactiveerd worden, zullen we een beweging uitvoeren

- enz...

- de kleine hersenen die oa. instaan voor evenwicht en coördinatie



uit: http://www.neurolinkglobal.com/NIS--ADHD_225.aspx

Op de volgende tekening kan je meer in detail zien dat de plaats waar bv. de sensorische signalen toekomen in de hersenen (dus gevoelssignalen), bepalend zijn voor waar we die sensorische prikkels zullen voelen. De zenuwcellen van onze vingers, zullen uiteindelijk altijd dezelfde neuronen in de hersenen activeren, namelijk die neuronen die gelegen zijn op de plaats voor onze vingers (zie tekening hieronder). En dus weten onze hersenen dan ook dat, als die neuronen geactiveerd werden, het om een sensorisch signaal gaat dat komt vanuit onze vingers en dàt leidt ertoe dat 'ik iets aan m'n vinger zal voelen'.



uit: http://4.bp.blogspot.com/_IA5nokOFh84/SoDr...to%20medial.jpg

Hetzelfde geldt voor de motorische cortex links (rechts zie je nog eens een herhaling van de bovenstaande tekening, dus voor het gevoel = sensorische cortex)



uit: http://www.umsl.edu/~tsytsarev/tsytsarev_f.../homunculus.jpg

Deze 'afbeeldingen' van een mannetje op de hersenen, zijn bekend onder de naam van 'homunculus' (wat betekent: 'klein mannetje')

Verder kan er onderscheid worden gemaakt tussen de frequentie van vuren, de hoeveelheid neuronen die vuren, de plaats van de zintuigcellen die worden geprikkeld (bv. in het oog: gaat het om de zintuigcellen lateraal of mediaal die werden geprikkeld door het licht) en dus de plaats van de oorspronkelijke zenuwcellen die werden geactiveerd (bv. uit onze arm of uit ons been) enz...

Al deze factoren kunnen ertoe bijdragen dat een signaal anders wordt geïnterpreteerd door onze hersenen en we dus iets anders zullen waarnemen of zullen doen.

Dit is grofweg en eenvoudig gesteld hoe het een beetje loopt. Je kan natuurlijk voor elk zintuig gaan uitwerken hoe het meer in detail loopt, maar dan wordt het natuurlijk een stuk complexer. Verder is het ook zo dat onze kennis over de hersenen eigenlijk nog erg beperkt is. Er zijn veel meer zaken die we niet weten dan zaken die we er wel over weten. Dus, meestal kennen we nog maar weinig details over hoe een proces precies in elkaar zit. En bovendien zijn veel zaken nog onzeker.

Dido

[gmK]

Bedankt voor je snelle reactie ](*,)

Je stelt dat 'de hersenen' weten om wat voor functie het gaat, als een bepaald neuron afgaat. Maar aangezien de hersenen volgens mij enkel maar uit neuronen bestaat (correct me if i'm wrong) is er niet 1 neuron die iets weet.

Ik trek even een kromme vergelijking naar computer (zoals wel vaker wordt gedaan). Daar heb je ook allemaal enen en nullen die niet van elkaars bestaan afweten. Daarvoor moet je bij een centrale regeleenheid zijn die alle inkomende signalen interpreteert en omzet naar hogere functies.

ps. Dit is voor een mastercourse in hersenen. Dus ik probeer dingen te begrijpen zodat ik ze tijdens mijn presentatie kan uitleggen aan mijn medestudenten.

[anusthesist]

Je stelt dat 'de hersenen' weten om wat voor functie het gaat, als een bepaald neuron afgaat. Maar aangezien de hersenen volgens mij enkel maar uit neuronen bestaat (correct me if i'm wrong) is er niet 1 neuron die iets weet.

Je moet ze ook niet zien als losse neuronen. Een neuron dat ervoor zorgt dat je een bepaalde spier samentrekt is natuurlijk gekoppeld aan een neuron in je ruggemerg dat weer gekoppeld is aan die desbetreffende spier. Elektrische stimulatie van dat neuron (door een gedachte of anderszins) laat díe spier samentrekken, geen andere spier. Dat neuron kán niet anders.

Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld gevoel. Als je je duim stoot, gaat dat elektrisch signaal naar de neuronen die informatie krijgen van de duim, niet van je teen.

Interpreteren is een corticale functie, dus dat vindt plaats in de cortex. Welke modaliteiten geintegreerd en geinterpreteerd worden ligt aan de importantie (waarbij de thalamus weer een belangrijke rol speel). Afhankelijk van welke modaliteiten, zijn verschillende gebieden betrokken in je hersenen; wát je ziet is bijvoorbeeld de temporo-occipitaalkwab. Hoe iets gebeurt is met name de parieto-occipitaalkwab etc.

De hersenen bestaan terzijde niet uit alléén neuronen. Andere cellen spelen een belangrijke rol in de vorming en handhaving van bepaalde neuronale netwerken, de gliacellen.

[bessie]

Je stelt dat 'de hersenen' weten om wat voor functie het gaat, als een bepaald neuron afgaat. Maar aangezien de hersenen volgens mij enkel maar uit neuronen bestaat (correct me if i'm wrong) is er niet 1 neuron die iets weet.

Het 'weten' van een cel is niet het 'weten' zoals we dat in de taal bedoelen. Een cel die op een bepaalde plaats in het lichaam groeit, 'weet' welke vorm en functie hij krijgt via z'n DNA.

Een neuron in de hersenen 'weet' aan wie hij zijn prikkels moet geven via zijn verbindingen. Die verbindingen zijn ontstaan, hetzij door evolutie, hetzij gegroeid tijdens het opnemen van kennis door de hersenen. Het zijn in principe zeer technische en eenvoudige procesjes, maar het wonder bestaat eruit dat zij tot zoveel mogelijkheden leiden.

Dat de informatie van duizenden lichtcellen in een oog kunnen worden samengevoegd tot een beeld van de omgeving, dat ook nog eens overeen schijnt te komen met het beeld dat is waargenomen door andere mensen.

Een tussenstap in dat wonder is de computer. Deze kan via enorm veel simpele handelingetjes toch verschrikkelijk complexe taken uitvoeren. Misscien kun je die vergelijking gebruiken in je presentatie? Succes,

[gmK]

Allen, bedankt voor de reacties. Weet iemand ook een goed wetenschappelijk artikel waar ik mijn zoektocht mee kan gaan beginnen? Moet mijn presentatie wel onderbouwen namelijk

[HenkM]

Beste mede forumgebruikers,

Ik hoop dat iemand me hierbij kan helpen of er over kan meedenken.

Het is natuurlijk als met de bekende mosterd na de maaltijd:

Zoek eens naar Jeoren Geurts (Kopstukken)

Daniel Dennett

Oliver Sacks

Richard Dawkins

(allen teveel titels om op te noemen)

Studies:

Peter Hagoort

Voor als je alsnog interesse hebt.

[317070]

Allen, bedankt voor de reacties. Weet iemand ook een goed wetenschappelijk artikel waar ik mijn zoektocht mee kan gaan beginnen? Moet mijn presentatie wel onderbouwen namelijk

Nog meer mosterd na de maaltijd: zoeken op Machine-Brain-interface of Brain–computer interface (BCI) Dit is niet geneeskundig of psychologisch maar computerscience. Ze proberen wel exact dat probleem te tackelen.