Onze wetenschappelijke vragen

Waarneming en aandacht

Het onderzoek met resusapen in het Nederlands Herseninstituut richt zich op de wisselwerking tussen hersengebieden en op de rol van aandacht tijdens visuele waarneming. We willen beter begrijpen hoe verschillende hersengebieden onze aandacht sturen en hoe informatie kortstondig in het geheugen wordt opgeslagen. We toonden aan hoe aandacht helpt bij het begrijpen van de dingen die we zien. Dit leverde inzicht op in de verstoorde waarneming van patiënten met letsels in de visuele hersenschors, het deel van onze hersenen waarmee we zien.

Bewustzijn

Een belangrijke vondst was een verschil in informatieverwerking door de hersenen van beelden die bewust worden waargenomen en beelden die in het onderbewuste blijven steken. Deze kennis is van groot belang bij de behandeling van patiënten met letsel aan de hersenstam, waardoor ze op geen enkele prikkel meer kunnen reageren, maar die soms nog wel bij bewustzijn zijn.

Beloning

We onderzoeken hoe de hersenen reageren op beloning en wat voor effect beloning heeft op het nemen van beslissingen. Deze kennis is van belang als we willen begrijpen waarom sommige mensen bijvoorbeeld impulsiever zijn dan anderen en hoe mensen verslaafd raken.

Hersenstimulatie

Door onderzoek met bij resusapen is diepe hersenstimulatie mogelijk geworden. Vanuit een pacemaker wordt elektrische stroom naar een bepaalde hersenkern gestuurd om ziekteverschijnselen, zoals bij de ziekte van Parkinson, te verminderen. We willen de toepassingsmogelijkheden van diepe hersenstimulatie uitbreiden en onderzoeken wat deze stimulatie in de hersenen precies doet, wat de beste manier van stimuleren is, en welke delen van de hersenen het best gestimuleerd kunnen worden voor specifieke behandelingen. Zo kan deze behandelmethode verbeterd worden.

Visuele prothesen om blinden ziende te maken

We willen technologie ontwikkelen om een camera rechtstreeks te kunnen aansluiten op de visuele hersenschors van blinde patiënten met als doel hen weer te laten zien. De bedoeling is om de patronen die zichtbaar zijn in de buitenwereld op te leggen aan de visuele hersenschors. Dit is mogelijk door met behulp van elektrische microstimulatie van elektroden zenuwcellen in de visuele hersenschors te stimuleren. Eerder onderzoek toonde aan dat de stimulatie van een elektrode in de hersenschors van een blinde patiënt leidt tot een zichtbare waarneming van een beeldpunt door de patiënt. Het idee is dat het tegelijkertijd stimuleren van meerdere elektroden in de hersenschors zal leiden tot waarneming van meerdere punten waaruit een beeld zou moeten kunnen worden opgebouwd. Maar dit moet eerst nog wel goed getest worden voordat het in patienten kan worden toegepast. Levert elektrische micro-stimulatie van meerdere elektroden in de visuele hersenschors inderdaad een herkenbaar patroon op? We implanteren daarom in eerste instantie ongeveer 1000 elektroden in de visuele hersenschors van apen en stimuleren patronen van hersencellen in hun visuele hersenschors. De centrale vraag is of deze apen die patronen ook kunnen herkennen. Als we bijvoorbeeld alle hersencellen activeren die normaalgesproken zouden reageren op de letter “A”, ziet de aap dan ook daadwerkelijk een “A”? Deze kennis is van essentieel belang voor de ontwikkeling van de visuele prothese. Bovendien doen wij in dit project kennis op over de benodigde technologie om patronen van activiteit te kunnen opleggen aan de visuele hersenschors om uiteindelijk blinde patiënten weer te kunnen laten zien.”