Matthew Glasser met een kaart van de hesenschors (afb: Washington-universiteit)

Het is nog steeds het idee dat bepaalde delen van de hersens verantwoordelijk zijn voor bepaalde functies. Al in 1909 maakt de hersendeskundige Korbinian Brodman een eerste hersenatlas. Hij onderscheidde 52 gebieden in de hersenschors, de buitenkant van de grote hersens.  Onderzoekers van, onder meer, de Washington-universiteit in St.Louis (VS) hebben een nieuwe hersenschorsatlas gemaakt. Ze komen tot 180 hersengebieden in elk van de helften hersenschors. Ze deden dat op basis van een analyse van een groot aantal anatomische en functionele gegevens van de hersens.
Brodman kwam tot de conclusie dat de hersens, alleen al op basis van de verschillen in weefselstructuur, uit verschillende gedeeltes bestaan. Die indeling wordt tot op de dag van vandaag gebruikt. Probleem is alleen dat als je anders naar de hersens kijkt, je tot een andere indeling komt. Zo varieert het aantal onscheidbare hersengebieden van 50 tot meer dan 200. “Een groot deel van de hersens ziet er oppervlakkig bekeken hetzelfde uit”, zegt onderzoeker Matthew Glasser van de Washington-universiteit. “Een hersenatlas ziet er eerder uit als een politieke atlas dan op een topografische, want de onzichtbare grenzen zijn ontzettend belangrijk.” De grenzen werden getrokken op basis van bepaalde eigenschappen zoals functie, verbindingen, anatomie of structuur. Een kaart die die vier veranderlijken verenigt ontbrak nog.
Die zou er nu (dus) zijn, althans van een deel: de hersenschors. De onderzoekers baseerden zich bij het omschrijven van de verschillende hersenschorsgebieden op gegevens van het connectoomproject, waarin de verbindingen in de hersens van 1200 jonge mannen en vrouwen zijn geanalyseerd met behulp van kernspinresonantietomografie (bekend onder de Engelse afko mri). Daarmee krijg je een beeld van de anatomie en de samenhang in de hersenschors.
Die gegevens combineerden de onderzoekers met funtionele-mri-opnamen van 210 (andere) proefpersonen. Daarin wordt de activiteit zichtbaar van de hersensschorsdelen in ruste en bij het uitvoeren van zeven verschillende taken zoals het luisteren naar een verhaal of het bewegen van de hand. Al deze gegevens werden met behulp een lerend algoritme verdeeld in de onderscheidbare hersenschorsgebieden, zowel naar functie als naar anatomie.

10

Daar kwam uit dat in elke hersenhelft in de schors 180 gebieden zijn te onderscheiden, waarvan er 97 volledig nieuw zijn. Glasser: “We denken niet dat dat het definitieve aantal is. We hebben ons nu vooral bepaald tot de gebieden die vrij zeker zijn op basis van de gebruikte techniek en gegevens. Er zijn waarschijnlijk nog gebieden die nog verder verdeeld kunnen worden, maar die grenzen kunnen we nu nog niet met voldoende zekerheid trekken.”
De 180 gebieden variëren sterk in grootte, vorm en positie ten opzichte van de plooien in de hersenschors. De overeenkomstige gebieden in beide hersenhelften blijken opvallen symmetrisch.

Die nieuwe hersenschorskaart laat ook zien dat de gebieden met een bekende functie in de minderheid zijn. Daartoe behoort ook het nieuwe hersengebied 55b, dat actief wordt als we naar verhalen luisteren. Meer dan de helft van de gevonden hersenschorsdelen zijn met meer dan een functie te verbinden, zodat er een complex systeem ontstaat. Er zijn veel gebieden die een kennisfunctie hebben en daarnaast ook betrokken zijn bij zintuigelijke waarnemingen, bleek de onderzoekers.
Met behulp van het analyseprogramma konden de onderzoekers bij 210 nieuwe proefpersonen de diverse gebieden aanwijzen, ondanks de individuele verschillen in hersenplooien. Uitgerekend bij 55b bleken opmerkelijke afwijkingen te zijn. Bij 4% van de nieuwe proefpersonen was dat gebied licht verschoven en bij 6% door een nabijgelegen gebied in tweeën gedeeld. Glasser: “Zulke topologische afwijkingen leiden tot spannende vragen voor toekomstig onderzoek.”
Volgens de Amerikaanse hersenonderzoeker is de hersenschorsatlas een belangrijke vooruitgang in vergelijking met de bestaande atlassen. Voorheen was het onduidelijk bij hersenonderzoek of er gesproken werd over dezelfde gebieden. Daar zou nu meer duidelijkheid in zijn gekomen.

Bron: bdw