17 feb. 1999
3 minuten
Wanneer je in een nieuwe omgeving de weg probeert te vinden, creëert je brein een ruimtelijke kaart die deze omgeving representeert. Neurowetenschappers van het Donders Instituut laten zien dat dit ‘navigatiesysteem’ van het brein niet alleen actief is wanneer je daadwerkelijk (virtueel) beweegt, maar zelfs wanneer je je inbeeldt dat je een bepaalde kant op kijkt.
Het kostte hem vier maanden om te bouwen, maar nu bestaat Donderstown – de virtuele stad die proefpersonen zich moeten inbeelden – uit verschillende buurten: er is een zakendistrict, een woonwijk en zelfs een marktplein. Jacob Bellmund, promovendus bij het Christian Doeller lab van het Donders Instituut en eerste auteur van de studie, legt uit: "In eerder onderzoek heeft onze groep al aangetoond dat beweging in een virtuele omgeving het navigatiesysteem van het brein activeert; we zagen activiteit in cellen gespecialiseerd in navigeren, zogenoemde grid cells en head direction cells. Nu wilden we een stap verder gaan door te testen of het inbeelden van kijkrichtingen in een levensechte virtuele omgeving, zonder te bewegen, dezelfde cellen activeert. En dat gebeurde!"
Toekomstige gebeurtenissen
Deze resultaten vormen bewijs voor het idee dat het navigatiesysteem van het brein ook een rol speelt in ons vermogen om toekomstige gebeurtenissen in onze gedachten voor ons te zien. "Grid cells coderen je locatie in de wereld en berekenen de lijn tussen die locatie en een andere", zegt Bellmund. "Ze helpen ons te bewegen, in het echte leven maar dus ook in onze inbeelding."
"We lieten proefpersonen eerst twee dagen lang op een computer door Donderstown lopen", vertelt Bellmund over de opzet van de studie. "Ze leerden de naam, locatie en het uiterlijk van achttien verschillende gebouwen en met verschillende tests werd gecheckt of ze alles goed hadden onthouden. Na de training moesten ze zich de richtingen tussen verschillende gebouwen proberen in te beelden terwijl ze in de fMRI scanner lagen." Bijvoorbeeld: ‘beeld je in dat je voor het Clariant Corporation gebouw staat en in de richting van het Spectrum Enterprises gebouw kijkt (figuur 1). Wat zie je?’
De activiteitspatronen in een specifiek hersengebied (de parahippocampal gyrus) leken het meest op elkaar als deelnemers zich dezelfde richting inbeelden, wat het interne kompas aan het werk liet zien. Bovendien duiden patronen in de zogeheten entorhinal cortex erop dat het grid cell-systeem ook actief was tijdens de taak.
Figuur 1. Beeld je in dat je voor het Clariant Corporation gebouw staat (gele cirkel) en richting het Enterprises building gebouw kijkt (groene cirkel in de linkerbovenhoek) Wat zie je? In totaal beeldden alle proefpersonen zich 96 uitzichten in.
"We zijn heel enthousiast over deze resultaten omdat ze bijdragen aan het idee dat het navigatiesysteem van het brein ook belangrijk is voor onze inbeelding en het terughalen van herinneringen," zegt Bellmund. "Het is de eerste publicatie die laat zien dat hersencellen gespecialiseerd in navigatie, ook actief zijn als we onszelf inbeelden dat we op een bepaalde plek zijn, zonder daarbij te bewegen".
Op donderdag 6 oktober geeft Professor John O’Keefe, die in 2014 de Nobelprijs in Physiology or Medicine won voor zijn ontdekking van het ‘navigatiesysteem’ in de hersenen van ratten, een vrij toegankelijke lezing bij het Donders Instituut.
Grid-cell representations in mental simulation. Jacob Bellmund (Radboud University Nijmegen), Lorena Deuker (Ruhr University Bochum), Tobias Navarro Schröder (Radboud University Nijmegen), and Christian Doeller (Radboud University Nijmegen), eLife, augustus 2016; DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.17089
Anderen lazen ook
