Wetenschappers laten zien dat patronen in hersengolven informatie bevatten tijdens zowel het vormen als het ophalen van herinneringen. De studie gebruikte geïmplanteerde elektroden bij mensen die zich voorbereidden op een operatie voor ernstige, medicijnresistente epilepsie. Terwijl de patiënten in het ziekenhuis verbleven, voerden ze geheugentaken uit zodat onderzoekers elektrische signalen over grote delen van de hersenen konden registreren.
De taken omvatten een ruimtelijk geheugenspel, genoemd "treasure hunt", waarin deelnemers locaties van objecten moesten onthouden tijdens navigatie, en een taak met reeksen Engelse letters die later moesten worden teruggehaald. Elke elektrode besloeg ongeveer 1 vierkante centimeter hersenoppervlak en kon activiteit detecteren van tot 1 miljoen hersencellen. Die signalen maakten het mogelijk neurale activiteit te volgen tijdens codering en herinnering.
Analyse door Anup Das in het laboratorium van Joshua Jacobs identificeerde verschillende duidelijke golfpatronen. Sommige golven bewogen in rechte lijnen, andere kronkelden als spiralen, en weer andere gedroegen zich als uitwendige bronnen of inwendige putten. Het team vond dat specifieke patronen overeenkwamen met wat een patiënt op dat moment deed. Patronen verschilden tussen individuen, maar waren per persoon consistent; op die basis konden onderzoekers gedrag in ongeveer 70% van de gevallen decoderen (toevalsniveau 50%).
G. Bard Ermentrout merkte op dat hersenactiviteit niet alleen uit synchroon oscillerende signalen bestaat, maar is georganiseerd in verschillende golftypes en dat kenmerken zoals golfrichting en sterkte het geheugen beïnvloeden. Hoofdauteur Joshua Jacobs noemt als volgende stappen het bouwen van wiskundige modellen om de oorsprong van deze golven te begrijpen en het uiteindelijk gebruiken van hersenstimulatie om behulpzame golven te versterken. Zulke benaderingen zouden kunnen leiden tot brein‑computerinterfaces of transcraniële magnetische stimulatie‑therapieën om het geheugen te verbeteren. De studie verschijnt in Nature Communications.
Moeilijke woorden
- hersengolf — elektrische ritmes in de hersenactiviteithersengolven
- implanteren — een apparaat in het lichaam plaatsengeïmplanteerde
- neuraal — betrekking hebbend op het zenuwstelselneurale
- decoderen — informatie uit signalen begrijpen of vertalen
- oscilleren — regelmatig heen en weer bewegen of trillenoscillerende
- wiskundig model — eenvoudige beschrijving met wiskunde van een systeemwiskundige modellen
- golfpatroon — herhaalde vorm of structuur in een golfgolfpatronen
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen en risico's zie je bij het gebruik van geïmplanteerde elektroden voor geheugenverbetering?
- Hoe kan het feit dat patronen per persoon consistent maar tussen personen verschillend zijn, invloed hebben op het ontwerp van brein-computerinterfaces?
- Welke ethische vragen roept het versterken van geheugen via hersenstimulatie volgens jou op?
Gerelateerde artikelen
Hersenscans laten verschillen zien bij WTC‑hulpverleners met PTSS
Onderzoek met hersenscans van WTC‑hulpverleners toont dat mensen met chronische PTSS structurele verschillen in de hersenen hebben. De studie gebruikte grijs‑witcontrast (GWC) en koppelt veranderingen aan myeline en herbelevingssymptomen.
Nieuwe neuronen graven tunnels in vogelhersenen
Een studie van Boston University toont dat nieuwe neuronen bij zebrafinches door rijp hersenweefsel tunnelen. De bevinding kan verklaren beperkingen van neurogenese bij volwassenen en is relevant voor mogelijke toekomstige therapieën.
Celtransplantatie verbetert hart en bloedvaten na ruggenmergletsel
Onderzoekers plaatsten onvolledig gedifferentieerde zenuwcellen in een rattenmodel met ruggenmergletsel. De circulatie verbeterde: de bloeddruk in rust stabiliseerde en de gemiddelde hartslag daalde. Hormonale reacties bleven aanwezig, en toekomstig werk wil die reacties verminderen.
Hersenactiviteit van muizen verandert tijdens de dag
Onderzoekers ontwikkelden nieuwe experimentele en computationele methoden om te zien welke delen van de muizenhersenen actief zijn tijdens de dag. Ze vonden dat activiteit zich verplaatst van binnenste hersenlagen naar de cortex en willen hiermee vermoeidheid beter begrijpen.