het brein in beweging

Nienke van Atteveldt en Jelle van Dijk (NIBI) schreven in 2002 onder deze titel een stuk op de website van Nemo kennislink. Hun artikel illustreert dat er sinds de Theoretische biologie van Von Uexküll geen revolutionaire veranderingen hebben plaatsgevonden op het gebied van het brein. Uiteraard is er sindsdien ontzettend veel meer bekend geworden. Van Atteveldt & Van Dijk: Het brein stuurt ons gedrag. Maar hoe maakt het brein precies de bewegingen van onze spieren mogelijk? Er zijn meer dan 600 verschillende spieren die soms met een heleboel tegelijkertijd allemaal het juiste moeten doen. Het blijkt dat er een apart gebied is in de hersenen, de primaire motorschors, dat onze bewegingen coördineert.

Over Von Uexkülls Rezeptoren en Effektoren: Ons cognitief systeem wordt vaak onderverdeeld in twee componenten. De ene component heeft alles te maken met onze zintuigen, of anders gezegd onze sensoren, en daarom wordt deze component de ‘sensoriek’ genoemd. Die afdeling regelt van alles als het gaat om binnenkomende informatie. De andere kant van de zaak wordt soms een beetje vergeten, maar is minstens zo belangrijk. Deze component wordt de motoriek genoemd, en gaat over alle vormen van actie, oftewel handelingen, oftewel: het bewegen van je spieren in allerlei ingewikkelde combinaties (hoeveel verschillende spieren moet je al niet in de juiste volgorde gebruiken om Vader Jacob op de piano te spelen?). Of we nu rennen, zitten, een boek lezen, of zomaar wat om ons heen kijken: voortdurend zijn er allerlei spierbewegingen nodig. Het is niet zo simpel om dat allemaal te coördineren, gelet op het feit dat we meer dan 600 verschillende spieren tot onze beschikking hebben! Op deze blog bespreek ik wat Von Uexküll daar meer in detail over zegt vanaf dit bericht.

Von Uexküll behandelde wel de neuronen en schakelingen, maar niet de structuur van de hersenen, zoals Van Atteveldt & Van Dijk hier doen: Een belangrijke ontdekking in het verleden was dat er in de hersenschors (de dikke laag zenuwcellen waar de hogere cognitieve functies liggen opgeslagen) zogenaamde motorische gebieden zijn. In deze ‘primaire motorische schors’ bleek er een duidelijke verdeling van spieraansturingen opgeslagen. Een heleboel kleine gebiedjes, allemaal verantwoordelijk zijn voor een ander stel spieren, liggen daar dicht bij elkaar. Elke keer als een bepaalde spiergroep moet bewegen, bijvoorbeeld van je linkerarm, of van je rechterduim, wordt er een speciaal gebiedje in de hersenschors actief. De primaire motorische schors geeft, via wat tussenschakels tot in je ruggenmerg, de commando’s die de juiste spieren activeren. Zelf krijgt de primaire motorische schors weer zijn signalen uit de secundaire en tertiaire motorische schors, die wat verderop liggen, en dan zijn er verder natuurlijk allerlei soorten en maten van verbindingen tussen het motorische systeem en het sensorische systeem: immers, daar dient het tenslotte allemaal voor. Stel je voelt plotseling dat je hand in het vuur zit (sensoriek), dan zou het toch wel handig zijn dat de motorische schors snel de opdracht gaf om je hand terug te trekken (motoriek). Nu is dat feitelijk niet eens zo, want hand-in-het-vuur, dat is zo gevaarlijk dat er op een veel lager niveau, diep in de hersenstam, al direct een koppeling van je huidreceptoren naar een spierbeweging wordt gemaakt: oftewel een reflex. Hetzelfde gebeurt als je in iemands oog blaast en hij knippert automatisch. Maar voor alle meer bedachtzame bewegingen is er een enorm net van verbindingen tussen de sensoriek en de motoriek, voornamelijk in de hersenschors.

De reden om nu dit artikel erbij te nemen, is de zogenaamde homunculus, een mannetje: Maar nog veel opmerkelijker was de ontdekking van de onderzoeker Penfield in 1937 dat de manier waarop die gebiedjes daar naast elkaar lagen eigenlijk precies zo verdeeld was als de vorm van het menselijk lichaam zelf! Dat wil zeggen: het ‘tong-gebiedje’ lag tussen de twee ‘lipgebiedjes’, het ‘middelvinger-gebiedje’ lag tussen het ‘wijsvinger-’ en het ‘ringvingergebiedje’ en die lagen allemaal weer in de buurt van het ‘polsgebiedje’, waar het ‘onderarm-gebied’ juist weer naast lag, enzovoorts enzovoorts. Deze organisatie vormt dus eigenlijk een soort klein mannetje in je hoofd, een afbeelding van je eigen lichaam: de homunculus. Men zegt ook wel: de motorische schors kent een somatotopische organisatie. Daarmee geeft men dan aan dat de organisatie in dat gebied eigenlijk een verkleinde afbeelding van het lichaam zelf is. De homunculus laat zien dat binnenkomende en uitgaande ruimtelijke informatie ruimtelijk georganiseerd is in het brein. Dat stemt overeen met de ervaring dat als we een prikkel van buiten krijgen, bijvoorbeeld een pijnprikkel, dat we niet alleen de pijn voelen, maar ook dat we weten waar de pijn zit in ons lichaam. Het is die organisatie die er volgens Von Uexküll de reden van is, dat onze zintuigen niet slechts passief signalen registreren, maar dat wij verschillende prikkels in hun ruimtelijke samenhang kunnen ervaren. Iets soortgelijks geldt voor de Effektoren, de motoriek, als we tot gecoördineerde handelingen komen.

<< Georg Wilhelm Friedrich Hegel – Weltgeist | drie booggangen >>