Niet de synapsen maar de dendrieten zijn wezenlijk voor het leerproces (afb: Iso Kanter)
Al honderden jaren staren we ons, of althans wetenschappers, blind op dat machtige orgaan dat ons doen en laten stuurt en er voor zorgt dat we onze omgeving op verschillende manieren kunnen waarnemen en nog steeds snappen we (de wetenschappers) er niet veel van. Sedert ongeveer midden vorige eeuw gaan we (wetenschappers) er van uit dat leren een proces is waarbij verbindingen tussen hersencellen , de synapsen, een gewicht mee krijgen. Israëlische onderzoekers denken dat dat beeld niet klopt. De dendrieten, de uitlopers van hersencellen, zijn de bepalende ‘factoren’ in het leerproces, denken ze.
In 1949 opperde Donald Hebb op basis van zijn experimenteel onderzoek dat leren een kwestie is van het veranderen van het ‘gewicht’ van de celverbindingen, de synapsen. Neuronen zijn dan de rekenelementen van het brein.
Op basis van theorieën en proeven met zenuwcelkweken denken onderzoekers rond Ido Kanter van de Bar-Ilan-universiteit in Israël dat dat verhaal niet klopt. Bij het leerproces is de rol van de dendrieten, de uitlopers van neuronen, doorslaggevend, stellen ze.
“Het leerproces via dendrieten gaat veel sneller dan via het oude scenario van de synapsen”, zegt Kanter. “In het dendrietenscenario heb je weinig aanpasbare parameters in vergelijking met de duizenden kleine en gevoelige parameters in het synapsscenario.”
Het leerproces zou plaatsvinden in een paar dendrieten die zich veel dichter bij de cel bevinden dan in het synapsverhaal. Kanter: “Is het zinnig om de kwaliteit van de lucht te meten die we inademen met vele kleine satellietsensoren op een hoog gebouw in plaats van met een paar sensoren in de buurt van onze neus? Naar analogie daarvan is het veel efficiënter voor een neuron om de binnenkomende signalen te meten vlakbij de rekeneenheid, de zenuwcel.”
Diep geworteld
Het idee van Hebb heeft zich in die 70 jaar zo diep geworteld in de wetenschap dat niemand op het idee kwam een andere scenario voor te stellen. Bovendien zitten synapsen en dendrieten in elkaars verlengde, zodat het onbelangrijk lijkt waar dat leerproces precies plaatsvindt.
De Israëlische onderzoekers schopten nog tegen een andere ‘zekerheid’ aan. Lichtgewicht-synapsen zouden niet belangrijk zijn, hoewel ze verre in de meerderheid zijn. Volgens Kanter c.s. spelen ze een belangrijke rol in de dynamiek van ons brein en dus ook in het leerproces. Die zwakke synapsen zouden trillingen induceren van leerparameters in plaats van dat er zwaargewichtsynapsen ontstaan met onrealistisch hoge waarden zoals het synapsscenario voorstelt.
Als het waar is dat het leerproces zich elders in het brein afspeelt dan tot nu toe werd aangenomen, zou dat betekenen dat afwijkingen in de hersens ook anders aangepakt moeten worden dan tot nu toe gebeurt, stellen de onderzoekers. Het populaire gezegde dat neuronen die samen vuren ook samenwerken zou dan niet langer meer houdbaar zijn.
Grappig is natuurlijk, vind ik althans, dat kunstmatige intelligentie en met name neurale netwerken in feite zijn gebaseerd op het oude (?) idee hoe hersens leren. Die ideeën zouden moeten worden aangepast, met als resultaat betere en snellere systemen, verwachten de onderzoekers.
Bron: EurekAlert