Het brein als coderingsmachine

In principe is ons brein een coderingsmachine: het vertaalt fysieke input uit de wereld om ons heen in visuele, auditieve en tactiele waarnemingen via de mysterieuze taal van de zenuwcellen en de netwerken die ze vormen. In de hersenkwabben zijn vele combinaties mogelijk om informatie te verwerken, maar er zijn gebieden, zoals bij de optische zenuwcellen of in gebieden belangrijk voor het geheugen, waar er een soort flessenhals ontstaat – in deze gebieden zijn dus relatief weinig neuronen aanwezig. Hier is voor het communiceren het zogenaamde ‘sparse coding’ zeer aantrekkelijk. Sparse coding is een speciale manier van specifieke neuronen om informatie goed te verwerken ook al zijn er maar relatief weinig zenuwcellen aanwezig.

Tijdens een studie op sprinkhanen hebben wetenschappers de werking van (een vorm van) sparse coding onderzocht. Sprinkhanen ruiken met hun voelsprieten. Zenuwcellen in de voelsprieten sturen informatie door naar het brein naar de ‘antennale kwabben’ en naar zogenaamde Kenyon cellen in een ander deel van het brein. In de antennale kwabben worden geuren algemeen weergegeven door specifieke combinaties van neurale activiteit binnen het netwerk. De Kenyon cellen, daarentegen, reageren heel nauwkeurig en daardoor zelden. Bovendien, als ze reageren (gestimuleerd door de juiste geur), doen ze dat over het algemeen met minder dan 3 elektrische pulsen. De combinatie van antennale kwabben en Kenyon cellen en het systeem van sparse coding zorgt ervoor dat er vele nuances in de geuren te identificeren zijn en dat het in het geheugen opslaan van weergaven van de geuren wordt vereenvoudigd.

Uit de studie blijkt dat het sparse coding systeem wordt mogelijk gemaakt door een soort ‘reuze interneuron’ die tussen de antennale kwabben en de Kenyon cellen ligt. De interneuron, die verbonden is met de gehele populatie Kenyon cellen, controleert hun activiteit. Hoe actiever de Kenyon cellen worden, hoe meer de interneuron ingrijpt.

Het onderzoek verschaft meer informatie over hoe sparse coding in een brein werkt. Het is van belang, omdat sparse coding ook voorkomt in het menselijk brein (ofschoon in ons brein, in plaats van de enkele reuze interneuronen, waarschijnlijk netwerken van specifieke neuronen de controleer taken op zich nemen). Om het brein te leren begrijpen is het essentieel te leren hoe de neuronen onderling communiceren. Deze studie laat zien dat ook insectenbreinen ons veel inzicht kunnen bieden in hoe de neurale berekeningen plaatsvinden.

Bron: MedicalXpress

[Commentaar van Joost: Het is een gouden eeuw voor wetenschappelijk onderzoek naar het brein. We leren steeds meer, maar weten nog weinig. Tegelijkertijd heeft Neuro-Linguïstisch Programmeren (NLP) een heel eigen kijk op de werking van het brein. Deze visie is niet wetenschappelijk, maar wel effectief in de praktijk. Steeds meer worden onderdelen bevestigt door neurowetenschappers zoals bijvoorbeeld tijdslijnen, de plasticiteit van het brein en de werking van hypnose. Om meer inzicht te geven in de originele ideeën van NLP over het brein heb ik het relevante deel uit mijn standaardwerk over NLP “Breintraining: handboek voor moderne NLP” in het onderstaande gratis rapport gevat dat je op kan vragen wanneer je dat wilt.]