Profielwerkstuk
Home » Werking

Welke gebieden in de hersenen zijn betrokken bij aandacht en wat gebeurt er met de hersenen?

Aandacht is een cognitieve handeling. Wanneer iets in onze omgeving gebeurt, zal deze informatie in onze hersenen binnenkomen. We kunnen de informatie scheiden, zodat we niet een chaos aan informatie krijgen. Dit kunnen wij door middel van aandacht. Ook maakt aandacht het mogelijk om taken goed en nauwkeurig uit te voeren. Het geeft ons het vermogen om niet afgeleid te raken en zo ons gedrag en handelen te beheersen.  Aandacht verhoogt de snelheid waarmee we beslissingen nemen of hoe snel we reageren in een onverwachte situatie. Dat is onder andere de reden waarom vermoeide chauffeurs een gevaar zijn in het verkeer. Door vermoeidheid is de aandacht verminderd en dus ook de reactiesnelheid.

De hersenen zijn altijd druk bezig om alle aandacht goed te regelen.

Om uit te leggen welke hersendelen betrokken zijn bij aandacht en hoe dit werkt, gaan wij eerst iets uitleggen over de hersenen.

 

De hersenen zijn een complex orgaan, die zijn opgebouwd uit vele tientallen miljarden neuronen. Elk van deze neuronen, staan weer in verbinding met een ander neuron. Zo ontstaat er een complex netwerk. De hersenen besturen en coördineren verschillende functies, zoals onder andere beweging, gedrag en ademhaling.

De hersenen bestaan uit een aantal onderdelen. De ‘grote’ hersenen bestaan uit twee helften, die elk weer zijn opgebouwd uit verschillende kwabben. Een stukje onder de ‘grote’ hersenen zitten de ‘kleine’ hersenen. Deze bestaan ook weer uit twee helften. De hersenstam, tussen de ‘grote’ en ‘kleine’ hersenen in, verbindt verschillende delen met het ruggenmerg.

 

zij-dwars-hersenen.large.gif

 

1. Voorhoofdskwab (frontaal)

1. Hersenschors (cortex) of grijze stof

2. Wandbeenkwab (paraietaal)

2. Balk

3. Achterhoofdskwab (occipitaal)

3. Hersenstam

4. Slaabkwab (temporaal)

4. Hersenkamer

5. Kleine hersenen

5. Witte stof

6. Verlangde merg

 

7. Hersenstam

 

8. Ruggenmerg

 

 

Als je een doorsnede van de hersenen bekijkt, kun je duidelijk twee lagen zien:

·         De buitenkant van de hersenen bestaat uit ‘grijze’ stof, ook wel de hersenschors genoemd. De ‘grijze’ stof bevat miljarden zenuwcellen, dendrieten en korte axonen. De functie van de ‘grijze’ stof is het verwerken van informatie. De karakteristieke grijsbruine kleur komt door het mengsel van bloedvaten en cellichamen van zenuwcellen.

 

·         Onder de ‘grijze’ stof zit de ‘witte’ stof. De ‘’witte’ stof bevat vooral axonen en neurieten van zenuwcellen. De axonen zorgen voor de verbinding tussen de verschillende hersengebieden met ‘grijze’ stof. De vezels, die ook in de ‘witte’ stof zitten, dienen als isolatiemateriaal. Dit isolatiemateriaal bestaat uit cellen die veel vettige stoffen bevatten. De witte kleur is het gevolg van myelinescheden van de zenuwvezels. De ‘witte’ stof is betrokken bij informatieoverdracht. Er kunnen ook veranderingen in de ‘witte’ stof optreden. Dit wordt in verband gebracht met de ziekte van Alzheimer. Ook als gevolg van ouderdom kunnen er veranderingen optreden.

 

De hersenen worden omgeven door bindweefselvliezen, ook wel de hersenvliezen genoemd. De hersenvliezen scheiden de hersenen van de schedel. De vliezen zijn opgebouwd uit het harde hersenvlies, het spinnenwebvlies en het zachte hersenvlies. Tussen de lagen van de hersenvliezen circuleert hersenvocht. Het hersenvocht wordt gebruikt als schokdemper. Ook wordt het hersenvocht gebruikt tegen beschadigingen onder invloed van de zwaartekracht. De hersenen zouden, omdat de schedel bijna helemaal dicht is, niet kunnen opzwellen. De druk kan dan bij kneuzingen snel oplopen tot er geen doorbloeding meer mogelijk is. Via het zachte hersenvlies komen de bloedvaten binnen. De bloed-hersenbarrière is een scheidingsmembraan, die de hersenen beschermt tegen toxines die mogelijk met het bloed mee binnenkomen.

 

De hersenen bestaan uit een netwerk van verbindingen tussen miljarden hersencellen. Hersencellen (neuronen) hebben vaak één lange uitloper (axon) en vele korte uitlopers (dendrieten). Om de neuronen bevindt zich een isolerende laag, de myelineschede. Deze laag bestaat uit cellen van Schwann. Deze zijn elk een aantal keren om de uitloper gewikkeld. Het celmembraan van Schwanncellen bevat myeline, een vetachtige stof, die uitstekend isoleert. Om de zoveel mm zit een kleine insnoering tussen de cellen van Schwann: de insnoering van Ranvier.

neuron.large.jpg

 Neuron


Er is geen rechtstreek contact tussen de neuronen. De plaats waar een uitloper van de ene zenuwcel de andere bijna raakt, wordt de synaps genoemd. Het overbrengen van informatie gebeurt door afgifte van chemische boodschappers, neurotransmitters. De axon maakt contact met de dendrieten van de volgende zenuwcel.

In het uiteinde van een zenuwcel bevinden zich kleine blaasjes met neurotransmitters. Wanneer er een zenuwimpuls bij het einde van een zenuwcel is, gaan er calciumpoorten open. Onder de invloed van Ca2+-ionen versmelten de blaasjes met de wand (membraan). De neurotransmitters komen nu vrij in de synapsspleet. Op het oppervlakte van de andere zenuwcel bevinden zich receptoren. De neurotransmitters binden aan de receptormoleculen. In de wand van de tweede zenuwcel gaan ionpoorten open. De neurotransmitter is overgebracht.

 

Schematische voorstelling van de prikkeloverdracht tussen hersencellen (neuronen) via de synaps

 

prikkeloverdracht.large.gif

 

1. Synaps

6. Blaasjes gevuld met neurotransmitterstof 

2. Dendrieten (korte uitlopers van de hersencel)

7. Eindplaat

3. Celkern

8. Synapsspleet

4. Axon (hoofduitloper van de hersencel)

9. Hersencel die de prikkel ontvangt

5. Richting van de prikkel

 

 

 

Lange tijd was het erg moeilijk om vast te stellen, welke gebieden in de hersenen te maken zouden hebben met aandacht. Er zijn hier verschillende onderzoeken naar geweest.

 

Zo hebben Timothy Buschman en Earl Miller van het Amerikaanse Massachusetts Institute of Technology bij rhesusaapjes vastgesteld, dat verschillende soorten aandacht in verschillende hersengebieden beginnen. De onderzoekers scheiden de aandacht in twee vormen: ‘zoekende aandacht’ en ‘afgeleide aandacht’. De ‘zoekende aandacht’ is bewust gestuurd, terwijl de ‘afgeleide aandacht’ zich aan je opdringt. Bij de eerste vorm is het voorhoofd betrokken en bij de tweede vorm zijn de zijkanten van de hersenen betrokken. Ook gebruiken de processen verschillende zendfrequenties van hersengolven voor de communicatie tussen die hersengebieden. Dit werd ontdekt in een experiment, waarbij hersengebieden werden doorgemeten met tientallen elektrodes. Doordat de elektrodes voorzichtig in verschillende hersengebieden werden geprikt, werden er kleine elektrische pulsjes gemeten die naar de hersencellen werden verstuurd. Aan de aapjes werden verschillende staafjes op een computerscherm getoond. De aapjes moesten eerder vertoonde staafjes vinden. Als je ze het goede staafje hadden gevonden, werden ze beloond met appelsap. In het ‘zoekende aandacht’- experiment verschilden de afleidende staafjes alleen in één opzicht, bijvoorbeeld kleur. In het andere geval, de ‘afgeleide aandacht’- experiment, waren de afleidende staafjes zowel in kleur als in richting verschillend. Zo zou het juiste staafje de aandacht trekken. Uit de resultaten van de hersencel-signalen, bepaalden de onderzoekers welke hersencellen betrokken waren bij de verschillende soorten aandacht. Bij de ‘afgeleide aandacht’- experiment toonde het Laterale Intrapariëtale Gebied (LIP), aan de zijkant van de hersenen, de sterkste activiteit. Dit werd gevolgd door een gebiedje meer in het voorhoofd, de Laterale Prefrontale Cortex (LPFC). Bij de ‘zoekende aandacht’- experiment, was het juist andersom. Dit bevestigde dat de twee verschillende soorten aandacht, anders werken in de hersenen.

 

Door de technieken van de laatste jaren is steeds meer bekend. Vaak wordt er onderzoek gedaan met functionele MRI (fMRI). Dit is een speciale MRI-techniek, die wordt gebruikt in het moderne hersenonderzoek. De activiteit in de hersenen wordt hierbij door een computer zichtbaar gemaakt. Onderzoek naar aandacht met de fMRI laat zien, dat gebied V4 in de visuele cortex, sterker geactiveerd wordt bij het houden van aandacht. De mogelijke verklaring voor deze versterkte activatie is, dat herkenning van gebeurtenissen sneller gebeurd. In studies naar aandacht voor geluidsprikkels zijn soortgelijke resultaten gevonden.


ventromediale-prefrontale-cortex.large.jpg

 

Onderzoek van neurowetenschappers van de Vrije Universiteit Amsterdam hebben aangetoond, dat de prefrontale cortex van de hersenen betrokken is bij geheugenprocessen en het vermogen om aandachtig te concentreren. De resultaten geven inzicht in hoe de hersenen aandacht en concentratie regelen en bieden nieuwe aanknopingspunten voor de behandeling van geheugenproblemen. Het onderzoek werd gedaan met muizen, waarbij een onderdeeltje van een bepaald receptor in de prefrontale cortex uitgeschakeld werd. Uit speciale aandachtstesten bleken de muizen zich niet goed te kunnen concentreren. Vervolgens plaatsten de onderzoekers het onderdeeltje weer terug in de receptor. De muizen konden nu wel weer goed concentreren. Toen de onderzoekers het onderdeeltje ergens anders in een andere receptor plaatsen, ging het concentratievermogen niet vooruit. Ze hebben dus bewezen, dat de prefrontale cortex met aandacht te maken heeft.