Het is erg moeilijk om onderzoek te doen naar de processen die plaatsvinden in onze hersenen. Het is namelijk niet mogelijk om de hersenen uit elkaar te halen en te bestuderen, zoals je bij de motor van een auto zou doen. Maar zelfs als we wel de mogelijkheid hadden om dit te doen, dan zouden we nog niet weten waar de verschillende hersendelen bij betrokken zijn. In dat geval kan er alleen iets gezegd worden over de structuur van de hersenen.
In de loop van de jaren zijn er gelukkig wel andere manieren ontwikkelt om onderzoek te doen naar de functies van hersengebieden. Deze manieren worden opgedeeld in verschillende categorieën, omdat je er verschillende dingen mee kunt meten.
Correleren van anatomie met gedrag
Hierbij wordt gekeken of mensen met ongebruikelijke gedragingen ook ongebruikelijke eigenschappen bezitten in de hersenen. De oudste methode in deze categorie is frenologie. Deze methode werd toegepast in de 19e eeuw, en bestond uit het verklaren van gedrag door middel van de vorm van de schedel. Intelligentie werd volgens deze methode bepaald door de omtrek van je hoofd, en taalvaardigheid door een plekje net boven de ogen (de talenknobbel). De bevindingen van de frenologie bleken niet helemaal juist te zijn, aangezien schedels verschillen van mens tot mens, en in deze zin niks te maken hebben met wat zich onder het oppervlakte bevindt.
In de periode die volgde werden hersenen van overleden mensen gebruikt om de anatomie van de hersenen te onderzoeken. De resultaten van deze onderzoeken leverden een grote bijdrage aan de kennis van de anatomie van de hersenen, maar er konden helaas geen conclusies gelegd worden over de functie van de verschillende gebieden.
Tegenwoordig kunnen we de anatomie van de hersenen ook onderzoeken bij levende mensen. Op deze manier kunnen een heleboel mensen onderzocht worden. Daardoor worden de resultaten van de onderzoeken niet alleen betrouwbaarder, maar kunnen ook veel mensen met dezelfde gedragsmatige afwijking onderzocht worden. Hierbij kan dus wel een uitspraak gedaan worden over het verband tussen anatomie en gedrag. De methode die gebruikt worden om dergelijk onderzoek te doen zijn CT en MRI.
Opnemen van hersenactiviteit tijdens gedrag
Met sommige methoden wordt gekeken welke hersengebieden actief worden tijdens bepaalde handelingen, zoals slapen, vechten of probleemoplossen. Bij dieren is het makkelijk om dit te onderzoeken, door middel van het plaatsen van elektroden in de hersenen. Deze elektroden zijn gevoelig voor de elektrische veranderingen die plaatsvinden wanneer de hersenen actief zijn. Er kunnen ook stoffen in de hersenen ingespoten worden die ervoor zorgen dat bepaalde neurotransmitters aangetast worden. Hierdoor kan gekeken worden welke gebieden deze neurotransmitter gebruikt.
Bij mensen zijn de bovengenoemde methoden niet toe te passen, omdat de kans groot is dat er een beschadiging optreedt in de hersenen. Er zijn wel andere methoden die hersenactiviteit kunnen meten en opnemen tijdens een bepaalde handeling. Deze methoden heten EEG, MEG, PET en fMRI.
Onderzoek naar de effecten van hersenschade
Onderzoek kan ook gedaan worden naar mensen met schade aan de hersenen. Er wordt dan gekeken naar de precieze locatie van de schade, en de invloed van de schade op bepaalde functies. Misschien zijn er wel handelingen die de patiënt niet meer kan uitvoeren sinds de schade is ontstaan. Een zeer bekende toepassing van deze methode is die van neuroloog Paul Broca en zijn patiënt Tan.. Deze patiënt kon niet meer praten, en bleek schade te hebben aan een gebied dat sindsdien bekend staat als het gebied van Broca.
Een probleem met deze methode is dat alle patiënten andere hersenbeschadigingen hebben. Het gaat hierbij niet alleen om de locatie van de schade, maar ook om de omvang van de schade en de ernst van de schade. Door dit probleem kan nooit goed getoetst worden of een theorie wel echt klopt.
Bij dieren bestaat dit probleem niet. Bij dieren kan namelijk gecontroleerd schade aangebracht worden aan een specifiek deel van de hersenen. Dit kan bij veel dieren tegelijk gedaan worden, zodat te zien is welke handelingen nu echt verstoord worden door het weghalen van dit gebied. Natuurlijk kunnen we niet opzettelijk schade veroorzaken aan menselijke hersenen, maar er is wel een methode om tijdelijke laesies te veroorzaken. Deze methode heet TMS, en er kan dus mee gekeken worden wat er gebeurt wanneer je een gebied ‘even uitzet’.
Onderzoek naar de effecten van hersenstimulatie
In plaats van te kijken wat er gebeurt wanneer een hersengebied wordt uitgeschakeld, kan ook gekeken worden wat er gebeurt wanneer je een hersengebied kunstmatig activeert. Bij dieren wordt dit gedaan door de implantatie van elektroden in de hersenen, die korte schokjes afgeven waardoor neuronen worden geactiveerd. Bij mensen vind hersenstimulatie plaats door TMS, een methode die dus verschillende toepassingen heeft.
Auteur: Myrthe Princen
