Onderzoekers KU Leuven brengen elektroden in hersenzone aan voor herkennen voorwerpen

Onderzoekers van de KU Leuven zijn er voor het eerst in geslaagd om micro-elektroden aan te brengen in dat deel van de hersenen van mensen dat instaat voor het herkennen van voorwerpen. Dat leverde interessante resultaten op.

Functionele MRI-scans van de hersenen kijken naar een grote groep hersencellen. Dat levert informatie op die evenwel te weinig gedetailleerd is. Een tweede onderzoeksmethode is het inbrengen van micro-elektroden bij proefdieren zoals muizen, ratten en apen. Dat laat toe om signalen te registreren tot op het niveau van één enkele hersencel. Hieruit hebben wetenschappers al veel geleerd, maar de hersenen van dieren zijn niet identiek aan deze van de mens. Onderzoekers konden nu voor het eerst bij de mens micro-elektroden inbrengen in een deel van de visuele cortex dat verantwoordelijk is voor het herkennen van voorwerpen.

Opmerkelijke details over de werking van de visuele cortex

Het labo van professor Janssen werkte voor dit onderzoek samen met professor Tom Theys, specialist in epilepsiechirurgie en verbonden aan UZ Leuven. Patiënten met ernstige epilepsie, bij wie micro-elektroden in de hersenen werden aangebracht om te kunnen registreren waar de aanvallen beginnen, kregen er ook ingeplant in de visuele cortex. Deze elektroden registreerden nadien hoe de hersencellen reageerden op afbeeldingen van voorwerpen die ze te zien kregen. Het was de eerste keer dat bij mensen de werking van hersencellen in de visuele cortex op dergelijk gedetailleerd niveau bestudeerd kon worden.

Na het verwijderen van de elektroden werd een functionele MRI-scan uitgevoerd. Tijdens deze scan kregen de patiënten dezelfde afbeeldingen van voorwerpen te zien. De onderzoekers zagen zo welke hersengebieden actief werden. Deze gegevens werden nadien vergeleken met de registraties door de micro-elektroden.

Trager dan de aap

Het onderzoek leverde enkele interessante resultaten op. ‘De hersencellen in dit hersengebied reageren specifiek op bepaalde beelden van voorwerpen, wat op basis van beeldvorming via een MRI-scan verwacht was, maar nog nooit aangetoond werd’, zegt professor Janssen. ‘Op basis van eerder onderzoek dachten we echter dat de onderzochte hersencellen enkel zouden reageren als de patiënt een afbeelding te zien kreeg van een voorwerp op een specifieke plaats op het scherm, bijvoorbeeld in het midden. Nu blijkt dat deze cellen ook reageren als het voorwerp op andere posities staat, meer naar links of naar rechts bijvoorbeeld.’

Opvallend was ook dat de menselijke hersencellen enkele tientallen milliseconden trager reageerden dan de cellen van de aap.

Belangrijk voor het hersenonderzoek was de bevinding dat de onderzoekers zich wel degelijk op de juiste hersencellen hadden gericht voor het zien van voorwerpen: op het moment dat de patiënt een afbeelding van een specifiek voorwerp zag, werden de onderzochte cellen actief, niet bij het tonen van andere voorwerpen. Dit bevestigt voorgaande experimenten bij proefdieren en beeldvormingsstudies bij de mens.