De prefrontale cortex is actief. En de rest niet? Afbeelding: © Wikimedia Commons
Op een doorsnee plaatje van een fMRI-scan zie je meestal twee kleuren: gelige pixels voor redelijk actieve hersendelen, en rode voor flink oplaaiende hersendelen. Maar doorgaans is het grootste deel van het plaatje ongekleurd.
Ongekleurd lijkt te beteken dat deze hersengebiedjes niets te doen hebben. Maar dat is een misverstand: deze delen zijn enkel gebieden waar onderzoekers geen belangrijke verschillen konden meten. Met vage gegevens kan je niks als onderzoeker, en dus laten de meeste wetenschappers deze gebieden onbenoemd. En onbelangrijk. Een grijs gebied van statistiek. Maar juist uit deze donkere ruis kunnen we nog veel leren, stellen de Franse Benjamin Thyreau, de Amerikaanse Javier Gonzalez-Castillo en hun collega’s in twee nieuwe publicaties.
Er is meer aan de hand tussen slapen en wakker zijn. Afbeelding: © Science / AAAS / J. Furmanczyk
Onmeetbaar en toch belangrijk
Beide onderzoekers bedachten zich dat ‘geen meetbaar verschil’ niet hetzelfde hoeft te betekenen als ‘geen belangrijk hersenproces’.Wat ze daarmee bedoelen is makkelijker te begrijpen als je je een hersenscanner voorstelt die veel minder kan dan wat nu mogelijk is. Bijvoorbeeld eentje die enkel kan laten zien of iemand wakker is of slaapt. Het apparaat ziet dan niet het verschil tussen het brein van iemand die rustig een boek leest of compleet door het lint slaat. Om dan maar te concluderen dat tussen dat soort gedrag geen belangrijk hersenproces zit, klopt uiteraard niet.
Thyreau en Gonzalez-Castillo trokken die redenering door naar de stand van zaken in het huidige neuro-onderzoeksland en besloten in kaart te brengen hoeveel meetbare informatie alsnog in de zwarte ruis van een hippe en moderne fMRI-scan kan zitten.
Dit proefje, duizenden keren.
Stapels werk
Om dat voor elkaar te krijgen moesten ze de meetkracht van een hersenscan flink vergroten. Hoe? Door simpelweg absurd veel metingen te herhalen. Waar de meeste breinstudies niet meer dan twintig proefpersonen gebruiken, legde Thyreau maar liefst duizend proefpersonen in de hersenscanner.Gonzalez-Castillo had maar drie proefpersonen, maar scande ze elk vijfhonderd keer terwijl ze dezelfde taak uitvoerden (bijvoorbeeld: strek je arm, bal je vuist). Zo konden de wetenschappers beide voorkomen dat een klein toevalseffect – iemand knippert bijvoorbeeld wat vaker met zijn ogen, is verkouden, noem maar op – de ruis in de metingen vergrootte.
De resultaten komen in de buurt van een neurologisch natte droom: zelfs de hersengebieden waar normaal gesproken niks belangrijks op te zien is, leverden nu interessante patronen op. Thyreau zag dat 95 procent van het brein tijdens verschillende taken vaste patronen aannam.
Het orkest in ons brein is een mysterie, maar het bestaat. Afbeelding: © zachstern, Flickr.com
Diepe wateren van je brein
Aan de ene kant zijn de nieuwe resultaten een domper: alles wat we horen over hersengebiedje dit, hersengebiedje dat, is slechts een schim van wat er echt in je brein afspeelt. Maar de keerzijde is dat we eindelijk weer eens mogen onderkennen dat ons brein bizar complex is, en niet zomaar valt te reduceren tot één of twee gebiedjes.De miljarden hersencellen werken samen en maken het samen mogelijk dat mensen allerlei knappe en ingewikkelde dingen kunnen ervaren. En het positieve nieuws is dat het nieuwe onderzoek aantoont dat we daar een glimp van kunnen opvangen.
Bronnen
- Javier Gonzalez-Castillo e.a. Whole-brain, time-locked activation with simple tasks revealed using massive averaging and model-free analysis. PNAS, maart 2012 (inschrijving vereist)
- Benjamin Thyreau e.a. Very large fMRI study using the IMAGEN database: Sensitivity-specificity and population effect modeling in relation to the underlying anatomy. _Neuroimage, maart 2012
Zie ook:
