‘Mijn droom? Een prothese die blinden weer laat zien’

Interview met Pieter Roelfsema

Hoe kan het dát je ziet wát je ziet? En dat je dat ziet in één oogopslag? Elke 300 milliseconden staat je oog ergens anders, op basis van informatie die het visuele systeem heeft voorbereid. Pieter Roelfsema onderzoekt hoe verschillende corticale gebieden in de hersenen samenwerken om razendsnel een correct beeld op te bouwen.

‘Wat bij iets hoort, geven we aandacht waardoor het extra naar voren komt’

Zien bestaat uit twee fasen, legt Roelfsema uit. ‘In de eerste fase wordt het beeld in 0.1 seconde doorgegeven door de lagere aan de hogere hersengebieden. De cellen gedragen zich als eenvoudige detectoren voor kleuren, vormen, diepte en beweging. In de tweede fase, de denkfase, koppelen de hogere hersengebieden informatie terug naar de lagere. We stellen vervolgens vast wat iets is door te bepalen wat er wel, en wat er niet bij hoort.’ Zo kunnen we op tafel mes en vork onderscheiden.

Voor dit zogeheten ‘perceptueel groeperingsproces’ moeten de betrokken neuronen tegelijk vuren, stelde Roelfsema op theoretische gronden in zijn proefschrift. Maar toen hij zijn theorie in de praktijk ging toetsen, bleek dat dit synchroniseren niet plaatsvond. ‘Dat was echt shocking. Ik dacht: dit is het einde van mijn carrière,’ zegt hij. Wat onderzoek op proefdieren wél liet zien, was versterkte activiteit van de zenuwcellen. ‘Wat bij iets hoort, geven we aandacht waardoor het extra naar voren komt. De ruis die er niet toe doet, drukken we weg.’

Roelfsema onderzoekt nu in resusapen hoe de hersenen dat voor elkaar krijgen. ‘We plaatsen elektrodes in verschillende hersengebieden. Vervolgens kunnen we de signalen van zenuwcellen meten. Zo kunnen we zien welke cellen in welke gebieden met elkaar samenwerken. Als we in de toekomst weten hoe dat precies in elkaar steekt, kunnen we ook zien hoe het misgaat en bedenken hoe je dat kunt repareren. Bijvoorbeeld bij mensen met alzheimer of schizofrenie. Zij lijden aan verstoorde interacties tussen verschillende gebieden in hun brein.’ Roelfsema heeft nog een ander vergezicht. ‘Ik denk dat mensen die blind zijn geworden, een eenvoudige vorm van zien kunnen terugkrijgen door kunstmatige stimulatie van hersencellen in de primaire visuele cortex. Ze zullen een heel grof beeld zien, alsof het is opgebouwd uit weinig pixels. Maar hoe meer beeldpunten we kunnen creëren, hoe preciezer het kan worden.’ Hij verwacht dat hij binnen vijf jaar de proof of principle voor zo’n prothese voor de hersenschors kan leveren.