Neurowetenschap
Neurowetenschapis de wetenschap die zich bezighoudt met alle aspecten van hetzenuwstelsel.Het is een relatief jong vakgebied binnen denatuurwetenschappen,met verschillende specialisaties, bijvoorbeeld deneurofysiologieen deneuroanatomie,die onderling echter nauw samenhangen. Basisprincipes van de neurowetenschap liggen op moleculair encellulairniveau, maar ook defunctioneleanatomievan het zenuwstelsel, vooral met betrekking totwaarnemingen beweging, behoort hiertoe.Gedragencognitieworden opneuraalniveau bekeken. Ook degeneticais belangrijk in de neurowetenschap.
De vijf centrale vragen die de neurowetenschap zich stelt, zijn volgensEric Kandel:
- Hoe ontwikkelen de hersenen zich tot hun volwassen staat?
- Hoe communicerenhersencellenmet elkaar?
- Hoe beïnvloeden verschillendeverbindingen(synapsen) tussenzenuwcellenhet gedrag, dezintuiglijke waarneming?
- Hoe beïnvloeden op hun beurt de ervaringen van een individu de synapsen in een hersengebied, en de verbindingen tussen de verschillende hersengebieden?
- In welke zin verschillen zieke hersenen (en dus de verbindingen tussen hun hersencellen) van gezonde hersenen?
Geschiedenis van de neurowetenschap
[bewerken|brontekst bewerken]
De hersenen worden al bestudeerd sinds deoudheid.Zo zijn er aanwijzingen dat er in hetOude Egyptehersenoperaties werden uitgevoerd, zogenaamdeschedeltrepanaties.
De oudeGriekenhadden verschillende opvattingen over de hersenen.Hippokratesgeloofde dat de hersenen de zetel zijn van de intelligentie.Aristotelesdacht dat de hersenen een koelsysteem waren voor hetbloed.Volgens hem was hethartde zetel van de intelligentie. Zijn redenering was als volgt: mensen zijn rationeler dan beesten omdat ze een relatief groter brein hebben om hun bloed af te doen koelen.
Tijdens het Romeinse Rijk ontleedde de anatoomGalenusschapenhersenen. Uit het feit dat dekleine hersenencompacter zijn dan degrote hersenenconcludeerde hij dat zij de bewegingen van spieren zouden moeten aansturen. De grote hersenen zouden dan de plek zijn waar gevoelens worden verwerkt, omdat ze zacht zijn. Een anderehypothesevan Galenus was dat de hersenen kunnen functioneren door de beweging van vloeistof door deventrikels.
Rond het midden van de 17e eeuw werd grote vooruitgang geboekt op het gebied van deneuroanatomiedoor de Engelse anatoomThomas Willisen de Vlaamse anatoomAndreas Vesaliusen vele anderen. Zij ontkrachtten veel ideeën van Galenus en verhelderden vele feiten over de macrostructuur van menselijke en dierlijke hersenen.
In de 18e eeuw toonde werk vanLuigi Galvaniaan dat het elektrisch stimuleren van een bepaalde zenuw van een ontlede kikker beweging tot stand brengt in de aangehechte spier. Galvani's werk heeft in de 19e eeuw geleid tot de ontdekking vanmembraanpotentialenenactiepotentialen.
Wetenschappers uit de 19e eeuw vroegen zich af of gebieden in de hersenen overeenkomen met specifieke functies, of dat de hersenen als één geheel functioneren. Werk vanPaul Pierre Broca,Karl WernickeenKorbinian Brodmannliet uiteindelijk zien dat bepaalde gebieden van de hersenen overeenkomen met bepaalde functies. Hun werk toonde ook aan dat sommige functies, zoals spraak, lateraliseren; dat wil zeggen dat deze functies bestuurd worden door één hersenhelft, in plaats van allebei.
De Italiaanse neurowetenschapper Angelo Mosso vond in de jaren 1880 debalans voor de menselijke circulatieuit om de herverdeling van bloed tijdens emotionele en intellectuele activiteiten niet-invasief te meten.[1]De details van deze balans en de door Mosso uitgevoerde experimenten, hoewel slechts kort vermeld door William James in 1890, grotendeels onbekend bleven tot de ontdekking van de originele Mosso-rapporten doorStefano Sandroneen collega's.[2]
In de 20e eeuw heeft het werk vanSantiago Ramón y CajalenCamillo Golgide basis gelegd voor het bestuderen van individuele neuronen in de hersenen.Camillo Golgiontwikkelde een nieuwe methode om neuronen te kleuren (golgikleuring) en hierdoor werd de volledige structuur van het neuron zichtbaar onder een microscoop. Hij kon de structuur van het neuron al bestuderen: het neuron bestaat uit eenaxonaan een uiteinde endendrietenaan het andere uiteinde met daartussen het cellichaam of soma van het neuron. Deze ontdekking leidt tot deneurondoctrine:het principe dat individuele neuronen de "bouwstenen" zijn van de hersenen.Charles Scott SherringtonenEdgar Douglas Adrianhebben de bestuderingsmethoden uitgebreid met een nieuwe techniek die gebruikmaakt van elektroden.Neurotransmitterszijn ontdekt door een aantal wetenschappers, waaronderOtto Loewi,Henry Hallett Dale,Arvid Carlssonen vele anderen. Neurotransmitters zijn verantwoordelijk voor het overbrengen van een signaal van één neuron naar een ander. In1929nam de Duitse artsHans Bergerde eerste elektrische potentialen van levende hersenen op. Zijn techniek, bekend alselektro-encefalografieof EEG, was de eerste manier om signalen van levende hersenen op te vangen tijdens het verrichten van normale functies.
Neurowetenschap in de publieke sfeer
[bewerken|brontekst bewerken]Sinds de jaren negentig vertoont de neurowetenschap een sterke groei, ook wel aangeduid als het 'decade van de hersenen'.[3]De popularisering van de neurowetenschap, onder andere door toedoen van de media, heeft geleid tot een grote belangstelling voor 'breinkennis' ook onder de niet professionele bevolking.[4]Dit blijkt onder andere uit belangstelling voor thema's als: het verbeteren van de capaciteit van de hersenen (breintraining), optimalisering van de ontwikkeling van de hersenen van kinderen, de mogelijk biologische oorzaken van verschillen tussen categorieën mensen (man-vrouw verschillen, normaal-abnormaal gedag) en herseneigenschappen als bewijs van bepaald gedrag zoals gokverslaving, goed leiderschap, pubergedrag, religieuze ervaringen. Informatie verstrekt in de media blijkt bij verwijzing naar breinkennis de geloofwaardigheid van de verstrekte informatie te vergroten, zelfs al is de breinkennis niet direct relevant. Soms is daarbij ook sprake van vervorming van onderzoeksresultaten of overdrijving van de maatschappelijke implicaties.[5]
Moderne neurowetenschap
[bewerken|brontekst bewerken]Door de beschikbaarheid van steeds snellere en krachtigere computers is de moderne neurowetenschap in een stroomversnelling terechtgekomen. Neurowetenschappers gebruiken talloze verschillende invalshoeken om de hersenen te bestuderen, vanmoleculentot hele systemen. Er is veel nieuwe kennis vergaard over deelektrofysiologischeeigenschappen van verschillende typen neuronen en de manier waarop zij reageren op neurotransmitters.Miguel Nicolelisintroduceerde multi-elektrode-opnametechnieken waarmee live-opnames gemaakt kunnen worden van de elektrische activiteit van neuronen in een kweek. Hij slaagde er ook in signalen van de hersenen van een aap via implantaten op te vangen en via deze weg de aap een robotarm te laten besturen, terwijl de aap zat te spelen met de niet meer aangesloten joystick waar de robotarm daarvoor mee bestuurd werd. Via technieken als CT,MRIenfunctionele MRIis het centraal zenuwstelsel op allerlei manieren af te beelden, vaak in relatie met het verrichten van bepaalde taken, waardoor de kennis van de lokalisatie en het verloop van allerlei processen in de laatste decennia enorm is toegenomen en nog steeds toeneemt. Niet alleen de specifieke gebieden maar ook hun onderlinge verbindingen, ennetwerkenkunnen met nieuwe technieken alstractografiein kaart worden gebracht (zieconnectoom). Ook de ontcijfering van het totale menselijkegenoomheeft veel nieuwe impulsen aan het onderzoek gegeven.Cognitieve neurowetenschapis een tak binnen de neurowetenschap waarbij getracht wordt een scherper inzicht te krijgen in de relatie tussen hersenfuncties en menselijkecognitieengedrag.
Prijs
[bewerken|brontekst bewerken]Mensen die heden ten dage een bijzondere bijdrage leveren aan de neurowetenschappen, komen in aanmerking voor deAriëns Kappers Medal.
Literatuur
[bewerken|brontekst bewerken]- Ben van Cranenburgh,Neurowetenschappen: een overzicht,Reed business information, 1997.ISBN 9035217144
- (en)Eric Kandele.a, Principles Of Neural Science, vijfde editie (2013),ISBN 9780071390118
Zie ook
[bewerken|brontekst bewerken]- ↑(November 2012).Angelo Mosso (1846-1910).Journal of Neurology259(11): 2513–4.PMID23010944.DOI:10.1007/s00415-012-6632-1.
- ↑(February 2014).Weighing brain activity with the balance: Angelo Mosso's original manuscripts come to light.Brain137(Pt 2): 621–33.PMID23687118.DOI:10.1093/brain/awt091.
- ↑Illes, J., Kirschen, M.P., and Gabrieli, J.D.E. (2003). Nat. Neurosci. 6, 205
- ↑Cliodhna O’Connor, Geraint Rees, and Helene Joffen (2012).Neuroscience in the Public Sphere. Neuron 74, April 26, 2012
- ↑Weisberg, D.S., Keil, F.C., Goodstein, J., Rawson, E., and Gray, J.R. (2008). J. Cogn. Neurosci. 20, 470–477.