Je fietst over het Damrak. Passeert schreeuwerige reclameborden en hordes mensen op de stoep, slingert tussen toeristen op hun MacBikes en ontwijkt een scooter die je spookrijdend tegemoetkomt. Om daar levend doorheen te komen is het essentieel dat je brein zich op de relevante stimuli - de toerist die zonder op of om te kijken ineens van de stoep afstapt - richt en de onbelangrijke input - de evaluatie van het museumbezoek door twee voetgangers die je voorbij fietst - laat voor wat het is. De nieuwe bijzonder hoogleraar humane cognitie, Ole Jensen, gaat onderzoeken hoe je brein dat doet.
Waarom wilt u weten hoe het brein informatie filtert?
'Het vermogen om uit alles wat je brein te verwerken krijgt de relevante stimuli te selecteren is cruciaal voor menselijk functioneren. Om je te kunnen concentreren, om te kunnen dagdromen of om door druk Amsterdam te fietsen moet je het gros van alle prikkels die je zintuigen bereiken kunnen buitensluiten. Te doorgronden hoe dat werkt draagt bij aan ons fundamentele begrip van hoe mensen werken. En het biedt ook inzicht in wat er misgaat bij mensen die die informatie niet goed kunnen filteren, zoals bij ADHD.'
Heeft u al een idee van hoe dat filteren werkt?
'Ik onderzoek dat nu al bij het Donders Instituut in Nijmegen. We vermoeden dat het samenhangt met synchronisatie van hersenactiviteit. Wanneer mensen gewoon zitten te relaxen bijvoorbeeld treedt spontaan synchronisatie op. Hersencellen gaan dan synchroon vuren in een traag ritme. Je kunt het wel vergelijken met een publiek dat in applaus uitbarst. Vaak begint dat als een rommeltje, iedereen klapt iedereen in zijn eigen ritme, maar op den duur ontstaat een cadans. Dat gebeurt ook in de hersenen. Die cadans van synchroon vurende neuronen kun je aan de buitenkant van de schedel meten met elektrodes. Wij onderzoeken zogenoemde alfa-oscillaties, een traag ritme van zo'n tien golven per seconde. Zo'n tachtig jaar geleden pikten ze die alfa-oscillaties voor het eerst op, bij mensen die zaten te dagdromen. Lange tijd vermoedden wetenschappers daarom dat die synchronisatie een soort inactieve staat van de hersenen voorstelt. Maar wij denken dat synchronisatie een soort filter vormt, die binnenkomende impulsen onderdrukt, zodat alleen de neuronen die belangrijke input representeren er als het ware bovenuit steken met hun vuren. Zo kan iemand ongestoord dagdromen, of zich concentreren op wat belangrijk is.'
En hoe gaat u dat verder onderzoeken bij de UvA?
'In Nijmegen onderzoek ik de oscillaties bij mensen, met elektrodes die we op de schedel plakken. Op die manier hebben we bijvoorbeeld ontdekt dat die oscillaties verstoord zijn bij mensen met ADHD. Maar als je echt wilt weten hoe de oscillaties tot stand komen en hoe ze samenhangen met het vuren van individuele neuronen, dan moet je ook in het brein kunnen meten, zodat je de vuurpatronen van losse neuronen kunt oppikken. De onderzoeksgroep van Cyriel Pennartz heeft veel ervaring met metingen in het brein bij knaagdieren, dus daar gaan we mee samenwerken.'
Waarom wilt u weten hoe het brein informatie filtert?
'Het vermogen om uit alles wat je brein te verwerken krijgt de relevante stimuli te selecteren is cruciaal voor menselijk functioneren. Om je te kunnen concentreren, om te kunnen dagdromen of om door druk Amsterdam te fietsen moet je het gros van alle prikkels die je zintuigen bereiken kunnen buitensluiten. Te doorgronden hoe dat werkt draagt bij aan ons fundamentele begrip van hoe mensen werken. En het biedt ook inzicht in wat er misgaat bij mensen die die informatie niet goed kunnen filteren, zoals bij ADHD.'
Heeft u al een idee van hoe dat filteren werkt?
'Ik onderzoek dat nu al bij het Donders Instituut in Nijmegen. We vermoeden dat het samenhangt met synchronisatie van hersenactiviteit. Wanneer mensen gewoon zitten te relaxen bijvoorbeeld treedt spontaan synchronisatie op. Hersencellen gaan dan synchroon vuren in een traag ritme. Je kunt het wel vergelijken met een publiek dat in applaus uitbarst. Vaak begint dat als een rommeltje, iedereen klapt iedereen in zijn eigen ritme, maar op den duur ontstaat een cadans. Dat gebeurt ook in de hersenen. Die cadans van synchroon vurende neuronen kun je aan de buitenkant van de schedel meten met elektrodes. Wij onderzoeken zogenoemde alfa-oscillaties, een traag ritme van zo'n tien golven per seconde. Zo'n tachtig jaar geleden pikten ze die alfa-oscillaties voor het eerst op, bij mensen die zaten te dagdromen. Lange tijd vermoedden wetenschappers daarom dat die synchronisatie een soort inactieve staat van de hersenen voorstelt. Maar wij denken dat synchronisatie een soort filter vormt, die binnenkomende impulsen onderdrukt, zodat alleen de neuronen die belangrijke input representeren er als het ware bovenuit steken met hun vuren. Zo kan iemand ongestoord dagdromen, of zich concentreren op wat belangrijk is.'
En hoe gaat u dat verder onderzoeken bij de UvA?
'In Nijmegen onderzoek ik de oscillaties bij mensen, met elektrodes die we op de schedel plakken. Op die manier hebben we bijvoorbeeld ontdekt dat die oscillaties verstoord zijn bij mensen met ADHD. Maar als je echt wilt weten hoe de oscillaties tot stand komen en hoe ze samenhangen met het vuren van individuele neuronen, dan moet je ook in het brein kunnen meten, zodat je de vuurpatronen van losse neuronen kunt oppikken. De onderzoeksgroep van Cyriel Pennartz heeft veel ervaring met metingen in het brein bij knaagdieren, dus daar gaan we mee samenwerken.'
