Elektrische hersenprikkel bevordert eerlijkheid

DobbelstenenOf we de boel flessen of eerlijk zijn hangt vaak van de situatie af, maar, uiteraard, ook van de persoon in kwestie. Toch lijkt het er op dat eerlijkheid is te beïnvloeden door hersenstimulering. Door bij proefpersonen de hersens op een bepaalde plaats in de hersenschors een stroomstoot(je) te geven, bleken die minder vaak geneigd te sjoemelen dan normaal. Opmerkelijk. Het onderzoeksresultaat werpt weer vragen op of je mensen verantwoordelijk kunt houden voor hun eigen gedrag. Lees verder

Bestaat bewustzijn eigenlijk wel?

Jongetje met hersensDe Amerikaanse filosoof Daniel Dennett gelooft dat onze hersens machines zijn, die bestaan uit miljarden robotjes. Hersens, ook niet van de mens, zijn heel bijzonder en hij denkt dat bewustzijn een illusie is. Hij heeft waarschijnlijk hartstikke gelijk, maar vertel ons wat we met die wijsheid moeten (denk ik dan). Lees verder

Hypnose zit niet/wel *) tussen de oren

Functionele mri-opname van hersens

Een f-mri-opname (afb: Wiki Commons)

Op basis van mri-scans concluderen onderzoekers van de Amerikaanse Stanford-universiteit dat sommige delen van de hersens onder hypnose anders reageren dan normaal. Wetenschappers hebben lang geharreward over wat hypnose eigenlijk is: een aparte neurofysiologische toestand of een product van de verwachtingen van de gehypnotiseerde. Het lijkt er nu op dat hypnose niet ‘tussen de oren zit’ (of juist wel). Lees verder

Australiërs mikken op kunstmatige hersens

HersendoorsneeDe kop doet vermoeden dat de Australiërs, en dan speciaal Australische onderzoekers, een tikje over het paard getild zijn. Amerika en Europa besteden honderden miljoenen euro’s aan hun eigen hersenprojecten, China loopt zich warm en dan zullen die dekselse Aussies met de buit gaan lopen voor 250 miljoen dollar in tien jaar? Dat is wel het plan van de Australische akademie van wetenschappen. Bob WIlliamson laat zich niet van de wijs brengen: “Het zal beginnen bij het aansturen van de benen en armen.” Volgens hem is dat in vijf tot tien jaar mogelijk. Het echte werk duurt wat langer: 50 tot 100 jaar. Lees verder

Hersenen groeien in kweekbak

MinihersensHet is alsof sedert zowel de VS als de EU vrij wat geld hebben/heeft uitgetrokken voor onderzoek om ons ingewikkeldste orgaan, de hersenen, te doorgronden, er een constante stroom van onderzoeksnieuws over hersenen is ontstaan. Vreemd is dat natuurlijk niet, want, tenslotte, ook bij de wetenschapper en zijn instituut moet er brood op de plank. In Wenen hebben onderzoekers, uitgaande van stamcellen, voor het eerst menselijke hersenen ‘gemaakt’; of eigenlijk minihersens met ‘afdelingen’ die ook normale hersens hebben zoals de cortex, hippocampus en soms zelfs netvliezen. De minihersens stellen onderzoekers in staat de ontwikkeling van hersens te bestuderen. Voor dergelijke studies worden meestal muizenhersenen gebruikt, maar de hersens van mensen zijn zo verschillende van die van dieren dat dergelijk onderzoek slechts een groffe indicatie geeft van hoe hersenen in elkaar steken. “Muismodellen werken niet,” zegt Jürgen Knoblich instituut voor moleculaire biologie (IMB) in Wenen.
Om ‘hun’ hersens te laten groeien begonnen Knoblich en zijn medewerkers met pluripotente stamcellen en zetten die cellen op een voedingsbodem nodig voor de ontwikkeling van hersens. Eerst ontwikkelde zich een weefsellaag die op den duur zou kunnen uitgroeien tot het zenuwstelsel van een embryo. Het weefsel werd ‘verpakt’ in een gel dat als geraamte diende voor de ontwikkeling van een driedimensionale structuur. Binnen een maand hadden de stamcellen zich ontwikkeld tot hersenachtige ‘organoïden’ met een doorsnee van 3 à 4 mm met structuren die overeenkomen met die welke in hersenen voorkomen. “Als je de cellen de juiste voeding geeft, dan hebben die een verbazingwekkend vermogen tot zelforganisatie”, zegt IMB-medewerker Madeline Lancaster. Overigens in geen van de minihersens die er ‘gemaakt’ werden, vielen kleine hersenen te ontdekken. Dus de minihersens waren nooit compleet. Er werd wel hersenactiviteit gedetecteerd, maar de onderzoekers willen gezegd hebben dat dat niet betekent dat er een bewustzijn is.
Het nieuwe hersen’model’ heeft al nieuwe inzichten opgeleverd over wat er mis kan gaan bij de ontwikkeling van hersens. Om, bijvoorbeeld, het fenomeen van onvolgroeide hersens (=microcefalie) te kunnen bestuderen, zijn cellen gebruikt afkomstig van iemand met die afwijking. Een tijdlang delen de stamcellen zich in nieuwe stamcellen om in aantal te groeien. Na een tijdje begint de differentiatie met de ontwikkeling van neuronen, een zogeheten asymmetrische celdeling. Bij microcefalie vonden de onderzoekers dat de periode van stamceldeling korter duurde dan normaal. Dat leidt uiteindelijk dus tot kleinere hersenen. Dat kleinere aantal neuronen had iets van doen met een eiwit (CDK5RAP2). Als dit eiwit aan de voeding van de hersens-in-wording werd toegevoegd, nam het aantal gevormde neuronen toe.
Op het ogenblik zijn de gevormde minihersens zo groot als die van een foetus in de eerste ontwikkeling. Om die te laten uitgroeien tot volwassen hersens zijn ook bloedvaten nodig. Die zouden ook uit de oorspronkelijk stamcellen moeten voortkomen, maar dat is een veel lastiger proces dan de pure ontwikkeling tot hersencellen. Als de onderzoekers dat voor elkaar krijgen dan hebben ze het ideale studiemateriaal voor hersenonderzoek, maar zo ver is het nog (lang) niet.
Bewustzijn (wat dat ook moge wezen) zouden die (dus) niet kunnen hebben, benadrukken de onderzoekers. Knoblich: “De complexe activiteiten voor hogere hersenfuncties kunnen ze niet aan.” Hoe hij dat weet is niet duidelijk. Tenslotte heeft hij alleen nog maar iets in de buurt foetale hersens laten groeien. Dat is natuurlijk al heel wat, maar op basis daarvan uitspraken te doen over het al of niet hebben van een bewustzijn, lijkt me wat voorbarig.

Bron: New Scientist (foto: New Scientist)

Bewustzijn is simpel meetbaar

bewustzijnsmeting Het is soms onmogelijk vast te stellen of iemand bij bewustzijn is of niet. In de klinische praktijk beoordelen artsen het bewustzijn op basis van het vermogen van een patiënt om te reageren op prikkels en opdrachten als “knijp in mijn hand” of “open je ogen”. Patiënten met ernstige hersenbeschadigingen kunnen echter wel bewust zijn maar toch niet in staat zijn om te reageren, gewoon omdat ze de vraag niet begrijpen of omdat ze volledig verlamd zijn.
Onderzoek van groep neurologen van, onder meer, de comagroep van universiteit van Luik, heeft een relatief simpele methode opgeleverd waarmee de mate van bewustzijn in één enkel cijfer is uit te drukken, ongeacht de bewustzijnstoestand van de patiënt (diepe slaap, coma of algehele verdoving). In deze benadering krijgen de hersenen een magnetische puls. Het elektrisch signaal dat de hersenen daarop genereren word gemeten (er wordt een EEG gemaakt). Dat EEG wordt gecomprimeerd met soortgelijke wiskundige methodes als die worden gebruikt bij het ‘samendrukken’ van digitale bestanden op een computer. Uit de mate van compressie valt dan een getal te berekenen dat, in principe, tussen de 0 en de 1 ligt: hoe meer hersenactiviteit er is, hoe minder dat lukt. 0 zou hersendood betekenen, 1 een hyperactief brein. Het getal, de zogeheten perturbatiecomplexiteitsindex (PCI), is dan een maat voor de hersenactiviteit (in feite dus omgekeerd aan de samendrukbaarheid van het EEG). Ergens bij 0,3 hebben de onderzoekers de grens getrokken tussen al of niet bij bewustzijn.
De techniek is op 20 mensen uitgeprobeerd die een of andere hersenbeschadiging hadden. Patiënten in de vegetatieve toestand (wakker maar niet bij bewustzijn) scoorden laag (tussen 0,19 en 0,31). Patiënten die uit een coma waren gekomen hadden wat hogere scores. Twee patiënten hadden een locked-insyndroom: hun geestelijke vermogens zijn normaal, maar ze kunnen zich maar zeer beperkt uiten via, bijvoorbeeld, het knipperen met de oogleden. Hun score lag op 0,51 en 0,62; in dezelfde ordegrootte als de wakkere mens.
Op de webstek van Science valt te lezen dat de methode een stap vooruit betekent om het bewustzijnsniveau te bepalen, maar dat het pas een begin is. Er is nog steeds een overlap tussen mensen met een minimaal bewustzijn en mensen die daar net uit zijn gekomen, maar nog gedesoriënteerd zijn en beperkt kunnen communiceren. Dat onderscheid is van belang voor artsen om te bepalen of het zin heeft met de patiënt via simpele tekens te communiceren. Hoe dan ook wordt de nieuwe techniek als een stap in de goede richting gezien.

Bron: AlphaGalileo