Levelt Groep

Christiaan Levelt:

‘Kinderen leren heel goed tijdens kritische periodes; de ‘nu of nooit’-fasen waarin ze, bijvoorbeeld, moeten leren spreken of goed zien omdat dat daarna niet meer lukt. Deze periodes zijn bijzonder omdat zogenoemde feedforward-verbindingen, die ervoor zorgen dat informatie direct binnenkomt, zich nog sterk kunnen aanpassen. Maar als mijn 8-jarige dochter iets moet lezen en ik ook, onthoud ik het beter doordat ik het – dankzij zogenoemde feedback-verbindingen – gemakkelijker in context kan plaatsen. Dat werkt als volgt: de cortex krijgt informatie vanuit de thalamus, een evolutionair oud hersengebied, maar ook vanuit de hogere, modernere hersengebieden. De thalamus geeft veel directe informatie (feedforward-informatie) door, terwijl de hogere hersengebieden contextuele informatie (feedback-informatie) leveren. Deze twee informatiebronnen worden geïntegreerd, waardoor we nieuwe informatie in context kunnen plaatsen. Bijvoorbeeld: een jager die vogels wil schieten, heeft de eerste keer moeite om vogels in bomen te spotten. Maar hoe vaker hij in het bos komt, hoe beter hij daarin wordt. Dat noemen we perceptueel leren, en in dat proces spelen feedback-verbindingen een heel belangrijke rol. Deze vorm van leren blijft het hele leven behouden.’

‘Als je wilt leren, moet je – net zoals een kind – openstaan voor alle informatie om te weten wat relevant voor je is. Andersom, bij het uitvoeren van een routinetaak, wil je alleen die informatie hebben die daarvoor noodzakelijk is. De rest mag geblokt worden. In je brein zijn er dus voortdurend hersencellen actief om informatie te remmen en te ontremmen, afhankelijk van wat je op welk moment wilt leren. Om te kunnen leren, moeten je hersenen plastisch zijn, want alleen een plastisch brein is in staat om nieuwe input op te slaan in de juiste context. Maar waar komt die plasticiteit vandaan? Welke rol is er weggelegd voor respectievelijk de cortex en de thalamus?’

‘Nobelprijswinnaars (1981) David Hubel en Torsten Wiesel stelden zo’n veertig jaar geleden op basis van hun onderzoek bij katten en apen, dat alle plasticiteit in de cortex zit. Maar wij zagen in ons lab in muizen dat remmende cellen in de thalamus cruciaal zijn voor de plasticiteit in de cortex. Want als we deze zogenoemde thalamische inhibitie (remming) uitschakelden, ontstond er in de cortex een sterk verminderde plasticiteit. Onze hypothese is dat de thalamus en de cortex continu met elkaar in gesprek zijn; er is sprake van een soort loop die ervoor zorgt dat het circuit steeds wordt aangepast. Dat gesprek begint in de thalamus. Als je het daar uitzet, krijg je maar een gedeeltelijke plasticiteit in de cortex.

‘De thalamus is dus niet de motor van de plasticiteit: we denken dat processen in de thalamus én in de cortex daar allebei deels verantwoordelijk voor zijn. Op welke manier die twee processen afhankelijk zijn van elkaar en samen zorgen voor plasticiteit, is een vraag die we verder moeten onderzoeken. Een antwoord vinden op die vraag is belangrijk, omdat nu iedereen in de cortex kijkt bij het ontwikkelen van therapeutische interventies om de plasticiteit van volwassen hersenen te behouden of te vergroten. Maar misschien is het voor het succes van een interventie wel heel belangrijk om de thalamus daarin mee te nemen.’