Brein herkent en organiseert hoeveelheden
Sciencepublicatie voor Utrechtse cognitieve neurowetenschappers
In de ene hand één appel, in de andere twee. Ieder mens ziet in een oogopslag het verschil tussen deze twee hoeveelheden. In het menselijk brein blijkt, met behulp van een zeer sterke fMRI-scanner, dit verschil in hoeveelheden ook goed waar te nemen. Bij het zien van bijvoorbeeld één appel blijkt een ander deel van de hersenen te reageren, dan bij het zien van twee appels. Het is voor het eerst dat duidelijk wordt hoe het brein hoeveelheden organiseert. Het onderzoek van de wetenschappers van de Universiteit Utrecht en het Universitair Medisch Centrum Utrecht verschijnt 6 september in het gerenommeerde wetenschapstijdschrift Science.
Dat het menselijk brein degelijk is georganiseerd, is al langer bekend. Neem geluidsfrequenties: deze worden door het oor doorgestuurd naar het brein waar ze worden gerepresenteerd. Neuropsycholoog Serge Dumoulin, een van de auteurs van het Scienceartikel: “Dat gedeelte van het brein dat behept is met geluid, is op te vatten als een kaart, een topografische kaart. Een lage toon wordt op deze kaart op een andere plek gerepresenteerd, dan een hoge toon.” In de MRI-scan is te zien dat een ander deel oplicht wanneer een lage toon gehoord wordt, dan wanneer een hoge toon gehoord wordt. Deze zogenoemde kaartgewijze organisatie van het brein gaat ook op voor andere zintuigen als tast en zien.
Meer ruimte voor kleine hoeveelheden
De Utrechtse onderzoekers hebben aangetoond dat deze wijze van organiseren ook geldt voor een cognitieve functie als het herkennen van hoeveelheden, iets wat tot deze publicatie onduidelijk was.
Hoeveelheden worden, net als andere cognitieve functies, gerepresenteerd in een deel van de hersenen: de associatiecortex. In een klein deel van deze cortex lichtte bij de proefpersonen steeds een ander deeltje op bij het zien van verschillende hoeveelheden. “Opvallend daarbij: hoe kleiner de hoeveelheid, hoe groter het oplichtende hersendeel. In andere woorden: één appel neemt in de cortex meer ruimte in dan twee appels. En de hoeveelheid twee neemt weer meer ruimte in dan drie, enzoverder.” Dat verklaart ook waarom iemand het verschil tussen één appel en twee appels direct ziet, maar het verschil tussen zeven en acht appels veel moeizamer opmerkt: er is in het hoofd meer ruimte gereserveerd voor kleine dan voor grote hoeveelheden.
Rekenproblemen
De onderzoekers hebben ook waargenomen dat de kaart die de hoeveelheden in het brein representeert per persoon nogal kan verschillen: bij sommigen is die groter dan bij anderen. Het is niet uitgesloten dat dit effect heeft op bijvoorbeeld rekenprestaties. “Dat kan interessant vervolgonderzoek zijn”, geeft Dumoulin aan. “Misschien ziet de kaart van kinderen die niet goed kunnen rekenen er ook rommeliger uit. Als we dat kunnen aantonen, zouden deze kinderen bijvoorbeeld vroegtijdig extra begeleiding kunnen krijgen bij rekenen.”
fMRI scanner
Het Utrechtse onderzoek is uitgevoerd met een zeer sterke fMRI-scanner, de 7 tesla, die gehuisvest is in het UMCU. Deze scanner, een van de drie die Nederland telt, heeft met de bijzonder krachtige magneet een veel hogere gevoeligheid en resolutie dan de standaard 3 tesla. Het is mede dankzij de 7 tesla dat nu voor het eerst is aangetoond hoe hoeveelheden in het brein zijn georganiseerd.
Bron: UMCG