February 3rd, 2016

Bewustzijn als orde in neurale chaos

Het blijft de grote vraag: wat is bewustzijn in het brein? Met bewustzijn bedoelen we wakker zijn, waarnemen, informatie verwerken, en kunnen reageren op onze omgeving. Maar eigenlijk weet iedereen wel wat bewustzijn is. We ervaren het allemaal vanaf het moment dat die wekker gaat!

De grote vraag, in de filosofie, psychologie, en de neurowetenschappen, blijft hoe dat bewustzijn toch in hemelsnaam zijn grondslag heeft in de simpele stroompjes die lopen tussen individuele neuronen. Het is letterlijk niet voor te stellen. En net zoals in de natuurkunde vaak gebeurt: als het antwoord niet voor te stellen is, dan zoeken we het gewoon in de wiskunde. In dit geval in de wiskunde van complexe systemen en chaostheorie. In het bijzonder moeten we denken aan het concept van een ‘phase transition’. Een intuïtief voorbeeld van een phase transition is bijvoorbeeld het bevriezen van water: je kunt water lang kouder maken tot er iets gebeurt, maar op een bepaald moment komt het water plotseling in een volledig andere staat; ijs.

Bewustzijn en phase transitions

Nu wordt het lastig. Je zou je bijna voorstellen dat bewust worden of juist het bewustzijn verliezen een voorbeeld is van een phase transition. Echter, recent onderzoek van Tagliazucchi en collega’s toont aan dat, wiskundig gesproken, bewustzijn een staat is vlakbij een phase transition, terwijl het verlies van bewustzijn juist een kwestie is van verder en verder verwijderd raken van zo’n phase transition. Wat versimpeld zou je kunnen zeggen dat, als je het bewustzijn verliest, je brein iets chaotischer wordt.

Meten is weten

De onderzoekers kwamen tot deze conclusies op basis van eerdere vondsten, evenals een nieuw fMRI-experiment. In dit experiment kregen proefpersonen een verdovend middel toegediend zodat ze hun bewustzijn langzaam verloren. Anatomische verbindingen (DTI-scan) en hersenactiviteit (fMRI-scan) werden gemeten en vergeleken tussen wel en niet bewust zijn. Verlies van bewustzijn ging gepaard met minder integratie van informatie over verschillende gebieden van het brein en ontkoppeling van hersenactiviteit in relatie tot de anatomie. Vrij vertaald: activiteit in verschillende gebieden verliep meer willekeurig, minder in samenhang met andere gebieden, en niet echt op basis van anatomische neurale snelwegen. Nog vrijer vertaald: chaos dus.

Is meten weten?

Tja… daar zit je dan. Bewustzijn is een staat nabij een phase transition. Hebben we hier nu iets aan? Nou ja, bijvoorbeeld was dit model, met de bijbehorende wiskundige concepten, in staat om niet alleen de huidige vondsten te verklaren maar ook de resultaten van eerder onderzoek. Uiteindelijk willen wetenschappers niet alleen resultaten, maar ook modellen. Mocht dit model nou de toekomst hebben, dan komen we hier op BrainMatters er zeker nog eens op terug!

 

Dit onderzoek werd onlangs gepubliceerd in Journal of the Royal Society Interface.

Auteur: Tom de Graaf
Tagged:
Eén Reactie
  1. Interessante theorie, maar zodra sommige personen hersendood zijn verklaard komen de impressies nog steeds binnen. Maw het verklaard niet het fenomeen bijna dood ervaringen. Wat ook niet duidelijk wordt met deze theorie is of bewustijn wel uit de hersenen komt. Dit staat los van de bevinding, niet? Zijn we wel ons brein, of is ons brein een antenne/computer of interface met de werkelijkheid? Is bewustzijn niet de afstemming met de werkelijkheid en gebruikt het de hersenen zoals een astronaut een ruimtepak nodig heeft, en een duiker een zuurstofvoorziening? Interessante vragen van een interessant onderwerp. Het zou beledigend zij alles maar meteen in een hokje te duwen. We zijn nauwelijks zover het lichaam te begrijpen. Waarom geen ruoimte voor bewondering, en vanuit daar echt goed waarnemen?

  2. Casper op April 23rd, 2016, 17:19  
Laat een reactie achter

Please wait... loading