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
Twee microglia-populaties regelen angst bij muizen
Onderzoek aan de University of Utah laat zien dat twee verschillende typen microglia bij muizen angst kunnen veroorzaken of juist voorkomen. De cellen houden elkaar in balans en dit kan leiden tot nieuwe behandelideeën, maar toepassingen zijn nog ver weg.
AI verbetert basisgezondheidszorg in sub-Sahara Afrika
AI-systemen helpen bij snelle diagnostiek in landen als Kenia, Ghana en Rwanda. Pilots laten minder onjuiste antibiotica en minder ernstige malariacomplicaties zien, maar regelgeving, privacy en financiering blijven belangrijke uitdagingen.
Kleine groep neuronen regelt de lichaamsklok
Onderzoekers maakten een nieuw rekeninstrument om verbindingen in de suprachiasmatische kern (SCN) te ontleden. Ze vonden dat een kleine groep sterke hub-cellen essentieel is voor synchronisatie van de lichaamsklok en voor mogelijke behandelingen.
Onderzoekers verbeteren veiligheid van grote taalmodellen
Onderzoekers van North Carolina State University onderzochten hoe veiligheidsafstemming werkt in grote taalmodellen. Ze ontwikkelden een methode om onveilige antwoorden te verminderen zonder de prestaties van het model te verliezen.
