Het menselijk brein is zo krachtig dat zelfs intelligente computers - neurale netwerken - zijn gemaakt naar het beeld en de gelijkenis van het menselijk brein. Daarom blijft de definitie van de principes van onze hersenen, al zijn veelvoudige processen, het onderwerp van talrijke studies. Onlangs verscheen in het tijdschrift Science een studie van een groep wetenschappers van de University of California in Los Angeles (UCLA) die nieuwe informatie onthulde over de innerlijke werking van de hersenen en die ons begrip van hoe leren gebeurt, zou kunnen veranderen.
De studie was gebaseerd op een bepaald deel van neuronen - dendrieten. Dendrieten zijn lange, takachtige structuren die verbinding maken met een afgerond cellichaam dat een soma wordt genoemd. Men dacht dat dendrieten alleen fungeerden als geleiders die uitbarstingen van elektrische activiteit van het cellichaam naar andere neuronen overbrengen. Maar een UCLA-studie heeft aangetoond dat dendrieten zelf elektrische uitbarstingen kunnen genereren - en dit 10 keer vaker dan eerder werd gedacht.
De onderzoekers kwamen tot deze conclusie door muizen te bestuderen. In plaats van elektroden in de dendrieten te implanteren, werden ze naast de dendrieten geplaatst. Het ontdekte dat dendrieten meer dan vijf keer actiever waren dan meervallen als de ratten sliepen en tien keer meer als ze wakker werden.
Begrijp de hersenen
“Er is een wijdverbreid geloof in de neurowetenschappen dat neuronen digitale apparaten zijn. Ze genereren ofwel een plons of ze doen het niet,”zegt Mayenk Mehta, senior auteur van het onderzoek. “Deze resultaten laten zien dat dendrieten zich niet alleen gedragen als een digitaal apparaat. Dendrieten genereren weliswaar alles-of-niets digitale bursts, maar vertonen ook grote analoge fluctuaties die van dit type afwijken. Dit is een serieuze steen in de tuin van neurologen die dit standpunt al ongeveer 60 jaar vasthouden.
Promotie video:
Aangezien dendrieten meer dan 90% van het zenuwweefsel uitmaken - ongeveer 100 keer dat van meervallen - zou dit kunnen betekenen dat het menselijk brein 100 keer de capaciteit heeft die eerder werd gedacht.
Uiteindelijk kan dit onderzoek medische professionals helpen bij het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor neurologische aandoeningen. Onderzoek kan ook licht werpen op hoe leren werkelijk gebeurt.
"Veel eerdere modellen gaan ervan uit dat leren plaatsvindt wanneer de cellichamen van twee neuronen tegelijkertijd actief zijn", legt co-auteur Jason Moore uit. "Onze resultaten laten zien dat leren kan plaatsvinden wanneer een invoerneuron tegelijkertijd actief is met een actieve dendriet - en misschien kunnen verschillende delen van de dendriet op verschillende tijdstippen actief zijn, wat veel meer flexibiliteit bij het leren suggereert dan een enkel neuron."
ILYA KHEL
