Ons brein-beeld verandert – deel 2

Dit is het tweede deel van Ons brein-beeld verandert.
Klik HIER voor het eerste deel.


Inhoud van deel 2

4. Ons brein: product van evolutie
***Never change a winning horse ***Een conservatief bouwplan
***Van oud naar jong

5. Ons sociale brein
***Specialisatie ***Meest betrokken hersengebieden

6De organisatie van ons brein
***Een verhaaltje ***Automatische piloot ***Selectieve aandacht
***Zelforganisatie in een complex systeem

Inhoud van deel 3 (in voorbereiding) 

7. Ons brein van embryo tot volwassenheid
8. Ons brein en ons geweten


Enkele stellingen

♦ Ons brein is het product van een evolutieproces dat al miljoenen jaren heeft geduurd. Zowel de bouwstenen als het bouwplan zijn al oeroud.

♦  Onze geavanceerde cognitieve en affectieve mogelijkheden horen bij de specialisatie van onze soort in sociale vaardigheden.

♦ Ons brein is vooral een sociaal brein. Uiteenlopende neurale systemen, zowel evolutionair oud als jong, werken daarbij samen.

♦ Ons ‘sociale brein’ beschikt over vaardigheden die cruciaal zijn voor onze gewetensfunctie

♦ De taken van ons brein zijn zó complex dat centrale sturing ervan niet mogelijk is. Door als een zelf-organiserend systeem te functioneren kunnen parallelle processen op elkaar worden afgestemd en in onderlinge samenhang worden uitgevoerd.


Ons brein: product van evolutie

Het evolutieproces heeft aan ons brein unieke eigenschappen gegeven, maar heeft daarvoor geen totaal nieuw ontwerp hoeven maken.
De ontwikkeling van ons zenuwstelsel is namelijk veel vroeger in de evolutie begonnen dan het moment waarop de mensensoort zich van verwante soorten afsplitste.
Daarom vertoont ons brein ook met minder verwante soorten al grote overeenkomsten.

Never change a winning horse

Een minuscule zoetwaterpoliep heeft al een echt neuron.
De Hydra, een minuscule zoetwaterpoliep, heeft al echte neuronen en gebruikt een volwaardige neurotransmitter.

Onze neuronen zijn relatief goed te bestuderen, omdat hun opbouw en werking, evolutionair gezien, al oeroud zijn en dus ook bij eenvoudige organismen zijn terug te vinden.

Zo zijn er in een primitief holtediertje, de zoetwaterpoliep Hydra, al groepen van echte zenuwcellen te vinden. Voor de prikkeloverdracht gebruiken die een neurotransmitter die bijna identiek is aan twee van die chemische boodschappers die in ons eigen brein zo’n belangrijke rol spelen. 1

Dit laat zien dat het evolutieproces een conservatief karakter heeft.
Wat goed voldoet, zoals een neuron, wordt niet meer echt veranderd.
Blijkbaar zijn varianten, -die in de loop van vele miljoenen jaren ongetwijfeld wel zijn uitgeprobeerd- niet succesvoller gebleken voor de overleving.

Een conservatief bouwplan

Ons zenuwstelsel heeft dus eigenschappen gemeen met relatief eenvoudige organismen.
Het heeft, in grote lijnen, hetzelfde bouwplan als alle andere gewervelde dieren. Ons brein bestaat daarom uit drie gedeelten (of lagen) die drie stadia van zijn evolutionaire ontwikkeling representeren.

Drie delen van ons brein als gevolg van de evolutie
De evolutionaire ontwikkeling van ons brein in drie stadia: van oud (rood), via jonger (geel) naar jong (groen)

Om dit te verduidelijken spreekt men wel van het reptielen-brein (oudste deel), het zoogdieren-brein (jonger) en het mensen-brein (jongste). 2
Het eerste lijkt nog steeds op dat van de oer-reptiel. 3
Het tweede is een uitbouw van het eerste en komt bij alle zoogdieren voor.
Het derde is weer een verder doorontwikkelde versie van de twee voorafgaande en is het drie-in-één (triune) brein van de homo sapiens.

De drie gedeelten zijn nog steeds in ons brein te onderscheiden (zie hieronder), maar ze werken niet onafhankelijk van elkaar. Integendeel: dikke bundels van axonen maken zeer intensieve wederzijdse beïnvloeding en samenwerking mogelijk. Vooral bij ons mensen valt dit op. 4

5 Het evolutionair conservatisme hoeft ons niet te verbazen, want de ‘oude’ hersendelen zijn op zich al het resultaat van een langdurig evolutionair proces en hebben daarin hun nut al bewezen.
Echte ‘nieuwbouw’ zou natuurlijk, zomaar ‘tijdens de rit’ van het evolutieproces, ook niet mogelijk zijn geweest.
Maar wel hebben uitbouw van bestaande structuren, toename van onderlinge verbindingen en verdere specialisatie voor veel grotere complexiteit gezorgd. Ons mensen-brein werd daardoor, bijvoorbeeld, geschikt om ook de hogere psychische functies (zie deel 1) mogelijk te maken.

Vanwege deze evolutionaire ‘strategie’ moeten we er dus rekening mee houden, dat we, in ons brein, ‘ouderwetse’, maar wel degelijk uitgeteste structuren en functies zullen tegenkomen.
Dit zal waarschijnlijk ook voor de gewetensfunctie consequenties hebben.

Van oud naar jong

Reptielenbrein: het achterste deel van ons brein
Rood gekleurd: het achterste deel, ook wel reptielenbrein genoemd, met o.a. de hersenstam en het cerebellum.

Het evolutionair oudste deel van onze hersenen zit meteen boven het ruggenmerg.
Het bestaat o.a. uit de hersenstam en de kleine hersenen (cerebellum).

De hersenstam dient vooral voor het controleren en reguleren van vitale functies. Dat gaat om bloeddruk, hartslag, ademhaling, temperatuur, slaap-/waak-ritme, waakzaamheid, e.d.
Het cerebellum zorgt voor coördinatie van bewegingen. Het heeft ook een belangrijke taak bij onbewuste leerprocessen (impliciet leren; procedural learning) die door herhaaldelijk oefenen van handelingen (fietsen, schaatsen, spreken, pianospelen etc.) op gang komen en die handelingen automatiseren.

Enkele hersenkernen produceren hormoonachtige stoffen die het hele brein kunnen beïnvloeden.

Het 'zoogdierenbrein' zit middenin de hersenen.
Het paarse deel wordt ‘zoogdierenbrein’ of ‘limbisch systeem’ genoemd. Het bevat een reeks kernen. Emoties spelen er een belangrijke rol.

In een later stadium van de evolutie  ontstonden de zoogdieren-hersenen, ook het limbisch systeem genoemd.
Hierin zijn meerdere hersenkernen te vinden, zoals delen van de thalamus (schakelcentrum), hippocampus (geheugen), de amygdala  (emoties; zie Blair). Deze kernen zijn bij veel hersenfuncties betrokken. Daarom zijn ze met een indrukwekkende hoeveelheid axonen-bundels in alle richtingen met andere kernen en schorsgebieden verbonden.

In dit deel van het brein vindt een eerste evaluatie plaats van alle binnenkomende informatie. Belangrijke informatie wordt van hier naar de daarvoor bestemde hersensystemen doorgestuurd.
In het limbische systeem worden allerlei emoties opgewekt, geïnterpreteerd en gereguleerd.

De menselijke neocortex zit vóór en boven
Het blauwe deel toont de menselijke neocortex.

In het jongste deel van ons brein vinden we de schorsgebieden van de grote hersenen (cerebrum), die in twee hersenhelften (hemisferen) zijn verdeeld.

De buitenste laag ervan, de hersenschors (neo-cortex) voert gespecialiseerde taken uit  op het gebied van motoriek, sensibiliteit, waarneming, taal, geheugen, etc. Het merendeel is bestemd voor functies waarbij contact is met de buitenwereld. 6

Het pre-frontale deel (achter het voorhoofd) speelt een hoofdrol bij veel van de hogere psychische functies. Zoals we al zagen hoort daar ook het maken van morele afwegingen bij.

Ons sociale brein

In de neurowetenschap is een toenemende belangstelling ontstaan voor de rol die ons brein speelt bij relaties met anderen.
Lange tijd lag het focus bij hersenonderzoek op cognitieve taken (waar­ne­ming, taal, den­ken, geheugen) 7
Vervolgens ontdekte men hoe belangrijk emoties daarbij zijn. 8
En daarna hoeveel van die cognitieve taken en emoties met sociale interacties te maken hebben 9 10
Hierdoor is een nieuw aandachtsgebied ontstaan: Social Neuroscience. Daarin is vaak sprake van ons ‘sociale brein’. 11 12 13 14 15 16

Specialisatie

Die constatering past bij het inzicht dat wij mensen, voor betere overlevingskansen, tot sociale dieren zijn geëvolueerd, met grote wederzijdse afhankelijkheid binnen de eigen groep. 17
Specifiek voor onze soort is de mogelijkheid om complexe vormen van  samenwerking aan te gaan met soortgenoten, niet alleen binnen maar ook buiten de eigen groep. Het evolutieproces heeft ons daartoe voorzien van geavanceerde sociale vaardigheden (zie Ons mensbeeld verandert )

Ons menselijk brein blijkt dus vooral een sociaal brein te zijn. De relatief grote omvang van onze grote hersenen kan vrijwel geheel worden verklaard door die evolutionair bepaalde specialisatie van onze soort in sociale vaardigheden. 18 19
Vooral de frontale hersenschors (grijze stof) is uitgebreid. Opvallender nog is de toename van het aantal verbindingen (witte stof) tussen al die neuronen. Het lijkt erop dat onze specialisatie meer neuronen vereiste, maar vooral een grotere complexiteit in de organisatie van de nieuwgevormde netwerken of circuits.

Meest betrokken hersensystemen

Zoals bij alle hogere psychische functies, zijn ook onze geavanceerde sociale vaardigheden niet op één locatie ondergebracht. 20 Ook hiervoor is een complex samenspel nodig en wel van zowel evolutionair jongere als oudere hersengebieden.
De meeste oudere delen liggen centraal in ons brein, namelijk in en rond het limbisch systeem.
Dat gebied kon tot voor kort moeilijk van buitenaf worden onderzocht. Door de komst van de niet-invasieve techniek van de magnetische resonantie (fMRI) is dat veranderd. Die techniek heeft al veel nieuw onderzoekmateriaal opgeleverd. Maar ook deze methode heeft beperkingen die interpretatie van de resultaten bemoeilijken. Het zal nog wel even duren voordat er echte consensus over de bevindingen wordt bereikt (zie Blair). Maar er beginnen zich toch al contouren af te tekenen.

De volgende ‘sociale’ hersensystemen, oud en jong, kunnen voor ons onderwerp, het geweten, van belang zijn.

1. Poortwachterssysteem met mensenkennis

De amygdala speelt bij sociale interacties een belangrijke rol. Aanvankelijk dacht men dat deze hersenkern alleen bij gevaar van buitenaf actief wordt en daarbij angst oproept.21 En men beschouwde de amygdala daarom vooral als een alarmsysteem voor de eigen overleving.

De subkernen van de amygdala
Het complexe samenspel van de amygdala-kernen die weer deel uitmaken van vele neurale netwerken.

Later werd duidelijk dat het amygdala-systeem (er zijn in feite twee amygdalae, een links en een rechts, die uit meerdere kernen bestaan) ook actief wordt in reactie op de nood van een ander.
Beide reacties gebeuren automatisch en onbewust. Ze kunnen worden gevolgd door onmiddellijke actie om het gevaar te weren door vechten, verstarren of vluchten. Maar het kan ook gaan om levensreddende actie ten behoeve van een ander.
Dat laatste is een empathische of pro-sociale reactie, zoals elders al is beschreven (zie Hoffman en de Waal).

Maar de amygdala bleek tot nog meer in staat. Gevonden werd dat deze, met hulp van de thalamus, in feite, als een soort poortwachter, alle binnenkomende informatie (bijvoorbeeld van de zintuigen) toetst om te beoordelen of er meteen op bewust niveau, door de cortex, aandacht aan moet worden besteed.
Het gaat dus niet alleen om gevaar, maar om alles, prettig of onprettig, dat om een of andere reden van belang is en onmiddellijke aandacht verdient. 22

Voor het inschatten van risico’s van de kant van of voor anderen, is de amygdala in staat tot sociale inschatting door het herkennen van gezichten (bekend of niet?) en van de emoties die daarop te lezen zijn.
Dat inlevingsvermogen door empathie wordt aangevuld door het actief worden van spiegelneuronen, o.a. in de motorische cortex (zie de Waal). 23 die in contact staan met de amygdala.

De beoordeling door de amygdala gebeurt waarschijnlijk aan de hand van een aantal ‘voorgeprogrammeerde’ criteria (zie Haidt). Deze worden echter, met het toenemen van de leeftijd, steeds meer door feedback vanuit de pre-frontale cortex beïnvloed, op basis van in het geheugen opgeslagen, eerder opgedane ervaringen. Deze feedback kan de oorspronkelijke, emotionele, op ‘survival’ gerichte reacties van de amygdala bijsturen (zie Blair).

Er is dus sprake van een leerproces, dat het mogelijk maakt dat, bijvoorbeeld, hulpverleners op een Intensive Care afdeling effectief hun werk kunnen doen, zonder dat ze bij iedere patiënt die in grote nood verkeert door hun eigen empathische emoties en stressreacties worden overspoeld.

Hier wil ik een, speculatieve, (nog) niet nader geëxploreerde mogelijke taak van het amygdala-systeem voor de gewetensfunctie noemen.
Aangezien het bij iedere groepsmoraal en persoonlijke moraal voor het grootste deel om gedragscodes in de omgang met anderen gaat, is het goed voorstelbaar dat de poortwachtersfunctie van de amygdala ook het bewaken van dergelijke codes inhoudt.
Dit lijkt mij goed te passen bij de taak om alert te zijn op alles dat voor de eigen persoon en voor anderen van wezenlijk belang kan zijn.
Dergelijke automatische, onbewuste en emotioneel bepaalde reacties zouden ook de door Haidt beschreven irrationele reacties op zijn morele dilemma’s (deels) kunnen verklaren (zie Haidt).

2. Rationeel systeem met o.a. een moreel perspectief

De mediale pre-frontale cortex (gedeelte achter het voorhoofd en een aantal naburige schorsgebieden) wordt belangrijk geacht voor het bewust toekennen van waarden (‘values’) aan ervaringen en gebeurtenissen. Daar hoort tevens het inschatten van sociale situaties bij.
Vervolgens ook voor planning en besluitvorming over het eigen gedrag ten opzichte van anderen, waar dan ook morele afwegingen bij horen (zie Blair) 24 25 26

Voor deze functies is het nodig een bewuste voorstelling te kunnen maken van de denk- en gevoelswereld van een ander (‘Theory of mind’27) en deze te kunnen vergelijken met eerder opgedane ervaringen, -inclusief de emotionele lading ervan,- die in het geheugen zijn opgeslagen. (zie Blair).

Voorbeelden hiervan zijn:
– het vaststellen van de ‘waarde’ van iets en de fairness bij transacties ermee;
– beoordelen van de reputatie van iemand en of deze overeenkomt met diens gedrag;
– nadenken over iemands emotionele reacties en vermoedelijke intenties;
– naar jezelf ‘kijken’ met de ogen van een ander;
– nadenken over strategieën en anticipatie op het gedrag van anderen;
– inschatten van situaties op basis van vergelijkbare situaties in het verleden;
beslissen wat de beste gedragswijze lijkt te zijn en deze plannen;

Het valt niet moeilijk je hierbij voor te stellen dat morele opvattingen bij deze taken mee een rol spelen. De mediale frontale cortex wordt dan ook geacht bij dergelijke redeneringen een kritische functie te hebben vanuit moreel perspectief. 28 29

Mij lijkt dat daarbij zowel een evaluatie vanuit de groepsmoraal, als ook vanuit persoonlijk perspectief, dus vanuit het eigen geweten, meespeelt.

3. Introvert systeem voor (zelf)reflectie

Recent is ontdekt dat een deel van ons brein actiever wordt wanneer we, in onszelf gekeerd, met onze ‘binnenwereld‘ bezig zijn.
Het gaat dan om nadenken over onszelf, zoals over onze gevoelens, intenties en motieven (introspectie) en over anderen, meestal in relatie tot onszelf.
Dit centraal gelegen deel, -meestal ‘default network’, of ‘resting state network’ genoemd,- is weer minder actief wanneer we ons met de buitenwereld bezighouden 30 31
De activiteit van dit ‘introvertesysteem wijst mogelijk op betrokkenheid bij onze ‘zelf’-beleving, zoals zelfbesef, zelfbeoordeling, zelfgevoel, zelfwaardering, etc. 32

Het vermogen om over eigen doen en laten na te denken is natuurlijk van groot belang voor onze gewetensfunctie.

4. Beloningssysteem: voor een ‘goed gevoel’

De Accumbens kern, die tegen het limbisch systeem aanligt, speelt een centrale rol in het beloningssysteem.
Beloning bestaat uit een plezierig gevoel dat optreedt bij ‘gewenst‘ gedrag. Dat kan gaan om gedrag dat een basale vorm van ‘survival value‘ heeft, zoals eten of seks, maar ook om meer soortspecifiek gedrag. Dan gaat het bij ons mensen om gedrag dat de onderlinge samenwerking bevordert (zie Ons mensbeeld verandert).
Maar zo’n ‘goed gevoel‘ hoort eveneens bij meer cultureel bepaald wenselijk gedrag, dat het resultaat is van sociale leerprocessen en dat voortvloeit uit de heersende groepsmoraal. 33
Het beloningssysteem werkt voornamelijk met de neurotransmitters dopamine en serotonine en is gevoelig voor bepaalde farmaca en drugs (bijv. amfetamine en cocaïne).

Een dergelijk ‘goed gevoel’ ervaren we ook wanneer het ons lukt te voldoen aan zelf opgelegde normen en het bereiken van daarbij horende doelen. Dan gaat het dus om ons persoonlijk geweten dat hetzelfde beloningssysteem activeert.
Dit laatste is speculatief, maar het ligt m.i. wel voor de hand dat ook hierbij hetzelfde beloningssysteem actief is.


Complexe structuur van het beloningscircuit.
Op deze doorsnede zijn een aantal centraal gelegen delen van ons sociale brein te zien, met daarin activiteit in het beloningssysteem.

Bijgaande afbeelding van het beloningssysteem geeft een indruk van de uitgebreidheid en complexiteit van dergelijke circuits.

Te zien is hoe meerdere hersengebieden bijdragen aan het verwerken van de binnengekomen signalen (sensory input)
en vervolgens aan het daaruit resulterende gedrag (motor output).


5. Pijnsysteem: fysieke en sociale pijn

Via gevoelszenuwen en het sensorische schorsgebied zijn we in staat om te voelen waar we in ons lichaam pijn ervaren en hoe intens die pijn is.
De beleving van deze fysieke pijn en de reacties daarop zijn echter niet steeds hetzelfde. Daarvoor is een apart hersendeel verantwoordelijk, de cingulaire cortex, die ook weer in de buurt van het limbisch systeem gelegen is. 34

Opvallend genoeg, worden een aantal schorsgebieden die betrokken zijn bij fysieke pijn ook actief bij sociale pijn, die optreedt bij (dreigend) sociaal isolement (afwijzing, zich uitgesloten voelen, e.d.). 35.
Men veronderstelt dat dit werkt als een alarmsysteem dat waarschuwt voor het potentiële gevaar van verlies van contact met de eigen groep; net zoals fysieke pijn waarschuwt voor gevaar van fysieke beschadiging.
Het ziet er naar uit dat een gedeelte van het oeroude systeem voor fysieke pijn is ‘geleend’ voor een evolutionair jonger systeem van sociale pijn. 36

Naast de beschermende alarmfunctie, kan dit systeem, net als dat van fysieke pijn, ook als sanctiemiddel worden gebruikt. Door dreigen met tot feitelijk isolement (zoals verstoting) heeft de sociale groep een extra pressiemiddel, in dienst van de overlevingskansen, waarmee groepsleden die de groepsmoraal niet respecteren, in het gareel kunnen worden gehouden.

Dit lijkt mij een mooi voorbeeld van de manier waarop evolutionaire aanpassingen tot stand komen: een bestaand systeem (voor fysieke pijn) wordt aangepast om ook in een nieuwe behoefte, behoud van groepscohesie, te voorzien. Geen nieuw systeem, maar een dat door uitbreiding van taken voor beide doeleinden geschikt wordt gemaakt.

Ik vraag me af, of we voor de gewetensfunctie iets vergelijkbaars zullen vinden.
We hebben al eerder de mogelijkheid besproken om het ontstaan van de gewetensfunctie te zien als versterking van de mogelijkheden om de groepsmoraal te handhaven (zie Ons mensbeeld verandert); als een effectieve uitbreiding daarvan, om de, uit het oogpunt van overleving, zo belangrijke groepscohesie beter te beschermen.
Die evolutionaire aanpassing zou op eenzelfde manier, door het doorontwikkelen van bestaande systemen, tot stand kunnen zijn gekomen.

6. Hormonaal systeem met o.a. ‘sociaal bindmiddel’

Activatie van ‘sociae’ hersengebieden kan door neuronen gebeuren, maar ook door hormoon-achtige stoffen, die in de hypothalamus worden aangemaakt. Zo kunnen, bijvoorbeeld, oxytocine en vasopressine op die manier hun invloed hebben en als een soort ‘sociaal bindmiddel‘ werken.

Oxytocine stimuleert, als hormoon, bij het geboorteproces, de gladde spieren van de baarmoeder en, na de geboorte, van de melkklieren. Tevens bevordert het, als neurotransmitter, in de hersenen, de kwaliteit van de moeder-kindrelatie.
Want tijdens de borstvoeding en bij het knuffelen van het kind stijgt bij moeder én kind de oxytocine-spiegel in het bloed, wat het voor beiden een plezierige ervaring maakt. Deze stof stimuleert namelijk het beloningssysteem en vermindert tevens gevoelens van stress.
Daardoor wordt de relatieontwikkeling en daarmee het hechtingsproces bevorderd. Bij het kind neemt de neiging om (oog)contact te maken toe; de beleving daarvan ‘voelt goed’ en het vertrouwen en het gevoel van veiligheid nemen eveneens toe.

Ook op volwassen leeftijd blijft het effect van dit ‘knuffelhormoon‘ bestaan, zoals bij tedere aanrakingen tussen ouders en kinderen, of tussen geliefden. Ook dan bevordert de werking van het oxytocine de onderlinge relatie.
We zien dan een versterken van empathie en pro-sociaal gedrag; van begrijpen van de ander door beter inschatten van intenties, ‘lezen’ van emoties op gezichten; en verbeteren van het wederzijds vertrouwen. Dit gebeurt echter alleen in interacties tussen leden van de eigen groep. 37.

Deze effecten zijn ook bij andere zoogdieren te vinden. Zo is bij prairie-woelmuizen te zien dat, tussen partners van deze monogame soort, de neiging bestaat om de ander bij angst of stress door ‘knuffelen’ te kalmeren, terwijl die neiging verdwijnt wanneer de werking van het oxytocine kunstmatig wordt geblokkeerd.
Zelfs is gevonden dat de relatie tussen hond en baas verbetert met het toenemen van oogcontact, omdat daardoor de oxytocine-spiegel bij beiden stijgt.

Vasopressine lijkt, in dierproeven, ook een positieve invloed op paarvorming te hebben, maar dat is bij mensen nog onvoldoende onderzocht. 38

Er zijn, overigens, naast oxytocine en vasopressine nog tientallen andere van dergelijke hormoon-achtige stoffen die als neurotransmitter op de hersenen kunnen inwerken. We weten van hun werking echter nog maar weinig. Er valt dus mogelijk nog veel te ontdekken op dit gebied.

 

De organisatie van ons brein

Van veel delen van ons brein weten we inmiddels bij welk soort functies ze betrokken zijn. Bijvoorbeeld, voor het aansturen van spieren zijn heel precies locaties op de motorische hersenschors aan te wijzen.
Zoals we hebben gezien, is dat voor psychische functies veel minder goed te doen. Daarbij zijn altijd een aantal delen van het brein tegelijkertijd actief.
Maar wie of wat coördineert al dat soort activiteiten?

Intuïtief zijn we geneigde om in ons brein te zoeken naar een centrum waar  alle relevante informatie bij elkaar komt en waar alle beslissingen worden genomen. 39
Maar zo’n centrale controlepost is in ons brein niet te vinden. Daarover zijn hersenonderzoekers het met elkaar eens. Maar hoe gebeurt het dan wel?

Een verhaaltje

Kinderen voorlezen
Voorlezen is veel ingewikkelder dan je denkt.

Laten we, als voorbeeld, ons proberen voor te stellen wat er komt kijken bij het voorlezen van een verhaaltje voor het slapengaan. Daar blijken heel wat voor nodig te zijn.

Voor het taalbegrip en de taalproductie zijn twee aparte, nauw met elkaar samenwerkende schorsgedeelten actief. Voor het spreken moet er tevens afstemming zijn met het gedeelte van de motorische schors dat mond en keel aanstuurt. Het cerebellum moet die bewegingen dan coördineren om te zorgen dat alles soepel loopt. Er moet allerlei in het geheugen opgeslagen informatie worden opgehaald, over hoe je letters en woorden herkent, uitspreekt en interpreteert; evenals over de inhoud van het verhaal. Die benodigde informatie is op uiteenlopende plaatsen opgeslagen.
Om de tekst te kunnen lezen moeten de oogspieren worden aangestuurd en gecoördineerd, moet visuele informatie worden verwerkt tot coherente waarneming en vervolgens voor korte tijd in het ‘werkgeheugen’ worden opgeslagen.
Het auditieve systeem zal actief zijn om de eigen manier van voorlezen te beoordelen en ook wanneer het kind op het verhaaltje reageert. Dit vereist weer afstemming met gebieden voor taalbegrip.
Voor het vasthouden van het boek, het ombladeren, het controleren van de zithouding moeten diverse delen van de motorische schors en het cerebellum in actie zijn.

Rekening houden met favoriete verhaalpassages en inleven in de belevingswereld van het kind zijn nodig om in te schatten welke emotionele impact het verhaal heeft.
Voor deze complexe cerebrale activiteit moet weer heel veel informatie uit allerlei hersendelen worden opgehaald, afgestemd, teruggekoppeld, etc. om uiteindelijk in actie te worden omgezet, waar ook weer een groot aantal hersengebieden bij nodig zijn.
Intussen moeten, tegelijkertijd, ontelbare lichamelijke functies, zoals ademhaling, hartslag, spijsvertering, lichaamshouding, lichaamstemperatuur, etc., etc., etc. worden gecontroleerd en gereguleerd.
Ons brein moet dit allemaal, zonder centrale sturing, voor elkaar krijgen en blijkt daar prima toe in staat.

Zelfs voor zo’n alledaagse activiteit als het voorlezen van een verhaaltje is het ondoenlijk alle benodigde functies, parallelle processen en acties te onderscheiden en op te sommen, laat staan om deze allemaal ‘handmatig’ te activeren, te sturen en op elkaar af te stemmen. En dan gaat het ook nog om een veelvoud van wat hierboven  staat opgesomd.

Automatische piloot

We ervaren onze eigen positie (Ik?, Zelf?) als die van een piloot die voor de besturing van zijn vliegtuig op de automatische piloot vertrouwt. Of als die van de bestuurder van een zelf-rijdende auto. Zaken als tijd van vertrek, de route en de bestemming kun je zelf bepalen. Alleen bij onverwachte situaties moet je taken overnemen, maar zelfs dan zal een belangrijk deel van de apparatuur zelfstandig moeten kunnen blijven werken wil dat lukken.

Selectieve aandacht

Over ons spierstelsel hebben we veel meer controle, maar toch zijn we ook daarbij eraan gewend om niet over iedere stap, of andere routinehandelingen, steeds na te denken. We kunnen onze aandacht beter aan belangrijker zaken (met meer ‘survival value’) besteden. Het evolutieproces heeft er daarom voor gezorgd dat ons brein zoveel mogelijk naar manieren zoekt om handelingen en processen te automatiseren,

Zelforganisatie in een complex systeem

Tastbare hersenen en een uitbeelding van actieve neurale circuits.
Tweemaal ons brein: als tastbaar orgaan en als een verzameling actieve neurale circuits. (Afbeelding ontleend aan de website ‘The Brain’ waar ook veel toegankelijke informatie te vinden is.)

Voor het begrijpen van ons brein is de metafoor van de computer populair. Wanneer het gaat om basale processen van informatieverwerking kan die wel nuttig zijn. Maar voor het begrijpen van de organisatie van ons brein schiet deze vergelijking tekort.
Het voorbeeld van de computer komt tegemoet aan onze behoefte aan logische ordening en begrijpelijke processen. Maar die zijn in ons brein moeilijk te vinden. Het ecosysteem van een oerwoud is, volgens sommigen, als metafoor meer van toepassing. 40

Voor het begrijpen van ons complexe brein moeten we ons verdiepen in weinig bekende principes, zoals zelf-organiserende dynamische processen. 41 42
Deze komen voor in allerlei systemen waarin massale hoeveelheden samenstellende elementen aanwezig zijn. Dat leidt meestal tot een zo groot mogelijke wanorde (entropie), maar soms ook tot spontane ordening van die elementen.
We kunnen dit op alle systeemniveaus tegenkomen: kwantums, atomen, moleculen, weer-systemen, vloeistoffen, cellen, neurale netwerken, levende organismen, de manen rond Jupiter, maar ook in de bedrijfskunde als mogelijke organisatievorm voor zeer grote ondernemingen.

Een zwerm spreeuwen vormt één geheel.
Een zwerm spreeuwen heeft geen leider, maar vertoont toch samenhang.

We herkennen dit fenomeen in de dynamiek van een zwerm spreeuwen, of een school vissen, of een kudde dieren, of in turbulenties in een beekje.
Er is daarbij geen centrale sturing.
Het ‘samenspel’ komt enkel tot stand door organiserende eigenschappen van alle elementen afzonderlijk die desondanks toch een eenheid opleveren.

Wanneer het om ons brein gaat, is een van de problemen: hoe is het mogelijk dat onze zintuigen ons bewuste, coherente en als eenheid ervaren multimodale (visueel + auditief + tactiel) gewaarwordingen opleveren, terwijl de verschillende kenmerkende attributen ervan (beeld+geluid+tast) door verschillende hersengebieden worden geproduceerd en ‘aangeleverd’? 43 44

Wat opvalt is dat onderzoekers die zich momenteel met dergelijke vragen bezighouden zijn terechtgekomen bij pogingen om allereerst op zo eenvoudig mogelijk niveau antwoord te vinden op basale vragen, omdat we voor complexe systemen als ons brein nog ver van duidelijke antwoorden verwijderd zijn.
Ze komen daarbij veelal op onbekend terrein. Bijvoorbeeld bij vragen als: wat is leven?; en wat hebben de bindende levensprocessen te maken met de natuurlijke neiging tot het toenemen van wanorde (entropie)? Is er bij de meest primitieve levensvormen al sprake van cognitie/bewustzijn? Etc. 45 46
We weten inmiddels al heel wat over welke hersendelen actief worden en welke hersencircuits betrokken zijn bij het uitvoeren van bepaalde taken (zoals, in een MRI-scanner. bekijken van afbeeldingen van aangrijpende gebeurtenissen), maar over hoe dat werkt en wat er precies gebeurt weten we nog relatief weinig.

Voor ons onderwerp, de gewetensfunctie, kunnen we voorlopig slechts vaststellen dat daarvoor, evenals voor de andere hogere psychische functies, waarschijnlijk dynamische hersenprocessen nodig zijn die mogelijk worden gemaakt door het zelf-organiserende vermogen van neurale netwerken.



Tot zover deel 2.

Deel 3 zal over de volgende onderwerpen gaan:

7. Ons brein: van embryo tot volwassenheid
8. Ons brein en ons geweten

——————————–—————— ©2018 horsey

Plaats een reactie  → scroll naar beneden
Informatie  →  Wegwijs  of  Inhoudsopgave
Gebruik de Terugknop om naar de vorige pagina te gaan

  1. Swaab, D.F. (2011). Wij zijn ons brein : van baarmoeder tot Alzheimer (12e herz. dr. ed.). Amsterdam Contact.
  2. MacLean, P. D. (1990). The triune brain in evolution : role in paleocerebral functions. New York: Plenum Press.
  3. zie Wiki – Evolution of the brain
  4. zie The Brain – evolution-layers
  5. tussen rode symbolen: persoonlijke bijdrage van de auteur
  6.  Swaab, D.F. (2016). Ons creatieve brein: Hoe mens en wereld elkaar maken (1e druk). Amstrtdam Atlas Contact.swaab
  7. Damasio, H. … & Damasio, A.R. (1994). The return of Phineas Gage: clues about the brain from the skull of a famous patient. Science
  8.  Immordino-Yang, M. H., & Damasio, A. (2007). We Feel, Therefore We Learn: The Relevance of Affective and Social Neuroscience to Education.
  9. Damasio, A. R. (2003). Looking for Spinoza: joy, sorrow, and the feeling brain
  10. Schore, A. N. (2000). The self-organization of the right brain and the neurobiology of emotional development. In M. D. Lewis (Ed.), (2000). Emotion, development, and self organization: Dynamic systems approaches to emotional development. Cambridge studies in social and emotional development (pp. 155-185). New York, NY: Cambridge University Press.
  11.  Adolphs, R., Damasio, H., Tranel, D., Cooper, G., & Damasio, A. R. (2000). A role for somatosensory cortices in the visual recognition of emotion as revealed by three-dimensional lesion mapping. Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience, The, 20(7), 2683-2690.
  12. Brothers, L. (1996). Brain mechanisms of social cognition. J Psychopharmacol, 10(1), 2-8.
  13. Dunbar RIM (1998) The social brain hypothesis. Evol Anthropol 6:178-190
  14. Gazzaniga, M. S. (1985). The Social Brain. New York: Basic Books.
  15. Mealey, L. & Kinner, S. (in press) Psychopathy, Machiavellianism and Theory of Mind. In: The social brain: Evolution and pathology, ed. M. Brune, H. Ribbert & W. Schiefenhovel. Wiley
  16.  Wager, T.D., P.J. Gianaros (2014). ‘The Social Brain, Stress, and Psychopathology.’ JA/4A Psychiatry 71: 622-624
  17.  Eisenberger, N.I., S.W. Cole (2012). Social Neuroscience and Health: Neurophysiological Mechanisms Linking Social Ties with Physical Health: Nature Neuroscience 15: 669-674
  18. Dunbar, R. I. (1998). The social brain hypothesis. Evolutionary Anthropology: News, and Reviews, 6(5), 178-190.
  19. Dunbar, R. I., & Shultz, S. (2007). Evolution in the social brain. Science, 317(5843), 1344-1347.
  20. The Brain-cognitive-centres
  21.  LeDoux, J. (2003). The emotional brain, fear, and the amygdala. Cell Mol Neurobiol, 23(4-5), 727-738.
  22. The Brain-amygdala
  23. Swaab 2016, Ons creatieve brein
  24. Damasio, A. R. (1994). Descartes’ error : emotion, reason, and the human brain. New York: Putnam.
  25. Dunbar RIM (1998) The social brain hypothesis. Evol Anthropol 6:178-190
  26. Wager, T.D., P.J. Gianaros (2014). ‘The Social Brain, Stress, and Psychopathology.’ JA/4A Psychiatry 71:622-624
  27. Amodio, D. M., & Frith, C. D. (2006). Meeting of minds: the medial frontal cortex and social cognition. Nature Reviews Neuroscience, 7(4), 268.
  28. The Brain-prefrontal cortex
  29. Swaab 2016, Ons creatieve brein
  30. Swaab 2016, Ons creatieve brein.
  31. The Brain-Default Network.
  32. Damasio, A. R. (2010). Self comes to mind : constructing the conscious brain (1st ed.). New York: Pantheon Books.
  33. Swaab 2016. Ons creatieve brein.
  34. Swaab 2011, Wij zijn ons brein
  35. Eisenberger, N. I., & Lieberman, M. D. (2004). Why rejection hurts: a common neural alarm system for physical and social pain. Trends Cogn Sci, 8(7), 294-300.
  36. Eisenberger, e.a. idem
  37. Swaab 2016, Ons creatieve brein
  38. Burkett, J. P., Andari, E., Johnson, Z. V., Curry, D. C., de Waal, F. B. M., & Young, L. J. (2016). Oxytocin dependent consolation behavior in rodents. Science, 351, 375–378.
  39. Singer W. (2009) The Brain, a Complex Self-organizing System. European Review, Vol. 17, No. 2, 321–329. Academia Europæa
  40. Tononi, G., & Edelman, G. M. (1998). Consciousness and complexity. Science, 282(5395), 1846-1851.
  41. The Brain-dynamic-processes
  42. Swaab 2016, Ons creatieve brein
  43. Singer 2009, The Brain, a Complex Self-organizing System.
  44. The Brain-synchrony
  45. The Brain-self-organizing
  46. Singer 2009, The Brain, a Complex Self-organizing System.
avatar
1 Comment threads
1 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
2 Comment authors
billMarijke Recent comment authors
Marijke
gast
Marijke

LB
INDRUKWEKKEND!
en knap.
Ik ben zeer onder de indruk van de inhoud maar vooral dat je zo’n complexe stof zo goed leesbaar hebt weten te maken.
Het leven is een wonderbron.
LM