Onderzoekers van Rockefeller University beschrijven een netwerk van neurale circuits dat samenwerkt om gezichtsexpressies te produceren. De studie, geleid door Winrich Freiwald in het Laboratory of Neural Systems en gepubliceerd in Science, focust op de generatie van gezichtsgebaren en niet louter op waarneming.
Met fMRI registreerden de onderzoekers hersenactiviteit bij makaakapen terwijl de dieren specifieke bewegingen uitvoerden. Zij brachten een gezichtsmotornetwerk in kaart dat de volgende corticale componenten omvatte:
- laterale primaire motorische cortex
- ventrale premotorische cortex
- mediale cingulate motorcortex
- primaire somatosensorische cortex
Het team riep drie acties op — dreigen, lipsmacking en kauwen — met stimuli die varieerden van directe interactie tot videobeelden en digitale avatars. De belangrijkste conclusie is dat zowel mediale als laterale corticale gebieden bijdragen aan emotionele en vrijwillige expressies; alle regio’s namen deel aan alle gebaarstypen maar op verschillende tijdschalen. Laterale gebieden vertoonden snelle neurale dynamiek op milliseconde-niveau, terwijl mediale gebieden langzamere, meer stabiele activiteit lieten zien. Een aanvullende analyse gepubliceerd in PNAS laat zien dat deze corticale regio’s een onderling verbonden sensorimotorisch netwerk vormen en de coördinatie aanpassen afhankelijk van de beweging. De auteurs noemen vervolgonderzoek naar gezamenlijke studie van waarneming en expressie, het lokaliseren van gebieden die emotionele toestanden aansturen en mogelijke klinische toepassingen, zoals verbeterde brain-machine-interfaces en meer naturalistische communicatieapparaten voor patiënten na hersenletsel.
Moeilijke woorden
- netwerk — verbonden groep onderdelen die samen werken
- gezichtsexpressie — bewegingen van gezicht die emotie of intentie tonengezichtsexpressies
- corticaal — betrekking hebbend op de hersenschorscorticale
- waarneming — proces van iets registreren met zintuigen
- dynamiek — snelheid en patroon van verandering in activiteit
- sensorimotorisch netwerk — verbonden systeem voor sensorische en motorische functies
- klinische toepassingen — praktisch gebruik in ziektebehandeling of revalidatie
- coördinatie — op elkaar afstemmen van bewegingen of processen
- tijdsschaal — periode of snelheid waarin activiteit veranderttijdschalen
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 zouden verbeterde brain-machine-interfaces kunnen hebben voor patiënten na hersenletsel? Geef twee voorbeelden en redenen.
- Waarom is het volgens het artikel belangrijk om waarneming en expressie samen te bestuderen?
- Op welke manier zou het verschil in tijdschalen tussen mediale en laterale gebieden de ontwikkeling van communicatieapparaten kunnen beïnvloeden?
Gerelateerde artikelen
Nieuwe methode voor recycling van lithium‑ionbatterijen
Onderzoekers van Rice University beschrijven het FJH‑ClO tweestapsproces om lithium en overgangsmetalen uit gebruikte lithium‑ionbatterijen terug te winnen. Het proces is zuurvrij, geeft minder afval en is aangetoond op laboratoriumschaal.
Files en maatregelen in Aziatische steden
Verkeersopstoppingen in veel Aziatische steden veroorzaken vervuiling en economische kosten. Steden als New Delhi, Bangkok, Manila en Jakarta nemen verschillende maatregelen, van voertuigverboden en elektrische bussen tot nieuwe metrolijnen en slimme verkeerssystemen.
Moleculair verschil in hersenen van autistische volwassenen
Onderzoekers vonden in de hersenen van autistische volwassenen een lagere beschikbaarheid van een glutamaatreceptor (mGlu5). De studie gebruikte PET, MRI en EEG en heeft gevolgen voor diagnose en toekomstige behandelingen.