Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu / Focus en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
trompet

Je kent ze vast wel, die afbeeldingen die je op twee manieren kunt zien, als hol en bol bijvoorbeeld. Als je de juiste hersencellen stimuleert, kun je van buitenaf beïnvloeden hoe je zo’n plaatje ziet.

3D is hip, hot en happening, het lijkt wel of we er geen genoeg van kunnen krijgen, of het nu om films, televisies of zelfs printers gaat. Maar hoe driedimensionaal je televisie het laatste 3D-avontuur ook je huiskamer inslingert, al die beelden komen toch echt als een tweedimensionale projectie op je netvlies terecht. Hoe slaagt je brein erin om de tweedimensionale projecties op je netvlies vervolgens weer om te zetten in een driedimensionale representatie?

Het leeuwendeel van het huidige hersenonderzoek wordt gedaan met apparatuur waarmee je kunt zien welke hersengebieden actief zijn. De meeste wetenschappers vertalen bovenstaande vraag dus als: welke hersengebieden zijn er precies betrokken bij het omzetten van die projecties in driedimensionale representaties? Op het moment dat je weet welke gebieden dat zijn, weet je natuurlijk nog niet hoe die hun taak precies uitvoeren. Maar je bent wel weer een flinke stap verder.

Uit eerder onderzoek bij apen was al gebleken dat bij het zien van driedimensionale vormen neuronen actief zijn in de inferotemporale (IT) cortex. Een aantal Belgische onderzoekers onder leiding van Peter Janssen is nu nog een stapje verder gegaan, en heeft gekeken of het elektrisch stimuleren van die neuronen ook invloed heeft op de manier waarop apen driedimensionale vormen zien. Het korte antwoord is: ja, schrijven ze in Neuron.

Pilonnen en trompetten
Daarvoor liet Janssen de aapjes plaatjes zien die zowel hol als bol kunnen lijken. Het mooiste voorbeeld van zo’n afbeelding is waarschijnlijk M.C. Eschers Hol en Bol, maar de onderzoekers maakten gebruik van sterk gesimplificeerde vormen, om zo min mogelijk ruis te veroorzaken in de apenhersenen. Ze gebruikten een abstracte afbeelding die óf in het beeldscherm leek te verdwijnen – alsof je in de beker van een trompet kijkt – óf er juist uitstak – als een pilon bij wegwerkzaamheden.

Eerst leerde Janssen de aapjes om naar links te kijken als ze een trompet zagen, en naar rechts als ze een pilon waarnamen. Met behulp van elektroden ging hij daarbij in de apenbreinen op zoek naar de hersencellen die daarbij actief waren. Al snel ontdekte hij daarbij specifieke clusters die oplichtten bij de ene of juist de andere waarneming.

Dat was het moment waarop het misschien wel leukste deel van het experiment kon beginnen, of in ieder geval het meest verhelderende. Want terwijl de apen een trompet te zien kregen, activeerde Janssen met behulp van de elektroden de clusters die actief werden bij de pilon, en andersom. Het gevolg: de apen hadden veel meer tijd nodig om naar links of rechts te kijken. Ze raakten in de war, met andere woorden. Als de afbeeldingen voldoende vaag waren, was het zelfs mogelijk om de apen op het verkeerde been te zetten: ze zagen een pilon dan als een trompet, en andersom.

Het lijkt er dus op dat specifieke clusters van hersencellen je in staat stellen om de wereld in drie dimensies te ervaren. Dat is ongetwijfeld geen constatering waar producenten van 3D-televisies heel opgewonden van zullen worden, maar daar gaat het de Belgen ook helemaal niet om. ‘Het onderzoek past eerder in het streven om de hersenen als geheel in kaart te brengen’, zegt Janssen. ‘Er is al wel onderzoek geweest in verschillende hersengebieden, maar het is niet zo makkelijk om de functie van een gebied precies te omschrijven.’ Een klein stapje in een veel omvangrijker project dus. Maar wel een project met fascinerende vooruitzichten, zoals je in een recente aflevering van Labyrint kunt zien.

Peter Janssen e.a. ‘Inferotemporal Cortex Subserves Three-Dimensional Structure Categorization’, in Neuron, 12 januari 2012.