Hoe werken slimme hersenen?

Om te meten hoe snel informatie verwerkt wordt, maken hersenonderzoekers gebruik van EEG, een techniek om hersengolven te meten. De tijd tussen het aanbieden van een prikkel en het optreden van bepaalde hersengolven is een maat voor verwerkingssnelheid. De laatste jaren is duidelijk geworden dat er een verband bestaat tussen intelligentie en deze verwerkingssnelheid: hoe sneller iemand een prikkel verwerkt, hoe slimmer hij is. Jacob Jolij, die binnenkort promoveert aan de UvA en tegenwoordig werkt als universitair docent aan de Universiteit van Exeter, legt uit dat het niet zo simpel is als het lijkt: ‘Door het EEG-onderzoek naar intelligentie weten we nu dat slimmere hersenen sneller werken. Het is echter lastig om met EEG precies vast te stellen wat er nu sneller gaat in slimmere hersenen. Je hebt namelijk verschillende typen verbindingen tussen hersengebieden. In het onderzoek tot dusver is daar nauwelijks aandacht aan besteed.’

Jolij voerde het onderzoek uit als onderdeel van zijn promotietraject aan de UvA, samen met UvA-studente Daniëlle Huisman, UvA-collega’s Steven Scholte, Ronald Hamel en Victor Lamme, en Chantal Kemner van het UMC Utrecht. Jolij en zijn collega’s maken in hun onderzoek onderscheid tussen feedforward– en feedback-verbindingen. Jolij: ‘De visuele gebieden in de hersenen zijn hiërarchisch georganiseerd: als een prikkel via het netvlies het brein binnenkomt, dan worden verschillende aspecten van die prikkel achtereenvolgens verwerkt in gebieden met namen als V1, V2, enzovoort. Verwerking begint in V1, en de informatie wordt vervolgens doorgestuurd naar ‘hogere’ gebieden, tot aan de gebieden die een respons kunnen genereren, bijvoorbeeld het indrukken van een knop. Dat doorsturen gaat via feedforward– verbindingen. De laatste jaren wordt er echter steeds meer aandacht besteed aan feedback-verbindingen: verbindingen van hogere naar lagere gebieden. Recent is duidelijk geworden dat die verbindingen een belangrijke rol spelen in processen als het interpreteren van visuele scènes. Door gebruik te maken van specifieke stimuli, texturen, kun je die feedback-processen meten met EEG.’

Het team ontdekte dat niet de snelheid van hersengolven die veroorzaakt worden door feedforward-activiteit samenhangt met intelligentie, maar juist de snelheid van hersengolven die veroorzaakt wordt door feedback . Volgens Jolij laat dit zien dat het niet zozeer de snelheid is waarmee een prikkel geregistreerd wordt die samenhangt met intelligentie, maar juist de verdere analyse van een prikkel. ‘Ons onderzoek laat zien dat de samenhang tussen verwerkingssnelheid en intelligentie niet zo simpel is als gedacht. Het lijkt erop dat het onderzoek naar de neurale basis van intelligentie zich meer moet gaan richten op specifieke hersenprocessen, en dan met name de feedback-verbindingen.’