“Wat als de werking van je brein niet alleen afhangt van de verbindingen, maar ook van zijn vorm? Wetenschappers hebben ontdekt dat de geometrie van het brein zijn functie bepaalt—een ontdekking die decennia van neurowetenschappelijk onderzoek uitdaagt!”
Promovendus Vivek Sharma schreef een interessant stuk voor het Donders Instituut.
Jarenlang hebben neurowetenschappers gewerkt aan het in kaart brengen van het connectoom: een “snelwegensysteem” van neurale verbindingen tussen verschillende hersengebieden. Ondanks dat dit nog steeds belangrijk is, suggereert deze nieuwe studie dat het connectoom niet de grootste drijfveer is achter hersenactiviteit. In plaats daarvan dient de vorm van het brein als een resonant kader dat bepaalt hoe signalen zich verspreiden, vergelijkbaar met hoe de vorm van een viool zijn klank beïnvloedt.
Om dit mysterie te ontrafelen, analyseerden wetenschappers meer dan 10.000 hersenactiviteitspatronen met behulp van geavanceerde beeldtechnieken en wiskundige modellen geïnspireerd door de natuurkunde. Ze berekenden “geometrische modes”: patronen van hersenactiviteit die worden beïnvloed door de fysieke structuur van het brein. Deze modes laten zien hoe neurale signalen zich over het oppervlak van het brein verplaatsen in grote, golfachtige bewegingen.
De onderzoekers ontdekten dat deze geometrische modes hersenactiviteit beter kunnen verklaren dan traditionele modellen die alleen naar verbindingen kijken. Dit geldt zowel voor spontane activiteit, zoals dagdromen, als voor taakgerichte activiteit.
Lees het hele stuk op de site van het Donders Instituut.
