Hoorcollege 1
Drie functies van de hersenen
1. De breinhypothese: onderhouden het contact met de buitenwereld via
de zintuigen en andere sensoren (INPUT).
2. Slaan informatie op (OPSLAG).
3. Produceren gedrag, zoals bewegingen, gedachten en gevoelens
(OUTPUT).
Complexiteit van het brein: de relatie tussen hersenen en gedrag is nog
nauwelijks goed begrepen. Hoe zorgen de hersenen ervoor dat we beelden
kunnen zien, gedachten kunnen vormen, emoties ervaren en doelgericht
gedrag vertonen?
- Neofrenologie: hersengebieden die oplichten, gebieden die cruciaal zijn
bij het uitvoeren van een bepaalde taak. Wetenschap die verondersteld
dat je aan de buitenkant van de schedel kan zien wat voor
vaardigheden iemand kan. Wordt overschat. Betekent ook niet dat
andere hersengebieden niet betrokken zijn.
- Neuromythes: mythe van neuropsychologische typen (bijv dat iemand
vooral de linkerhemisferen gebruikt, niet waar want beide hersenhelften
worden ongeveer evenveel gebruikt), VAK (kinderen met letter op t-
shirt hoe je ze les moet geven, heeft niets met hersenen te maken).
De hersenen: alle informatie die via de zintuigen en receptoren in het
lichaam binnenkomen wordt verwerkt, maar ook geselecteerd. Relevante
informatie wordt in verschillende delen van de hersenen verwerkt en in
andere delen opgeslagen, deze processen verlopen vaak parallel. De
hersendelen wisselen informatie uit op een hiërarchische manier (top down
= aan je lijstje houden bij boodschappen doen) en (bottom-up = toch de
chocolade kopen omdat je het ‘verdiend’ hebt). Onze hersenen integreren
binnenkomende informatie (sensorische input) met reeds opgeslagen
informatie (geheugen/ervaringen). Reageren eigenlijk pas als iets anders is
dan normaal, alleen als het nodig is als je je aandacht ergens op richt.
Bijvoorbeeld roze olifant zien lopen omdat dit niet bestaat.
Nieuwe ontwikkelingen
- Large Scale Brain Networks: hersenen indelen naar netwerken.
Default Mode Network (DMN): hersendelen die actief zijn in
rusttoestand. De bewuste denkprocessen en zelfreflectie. Op het
moment dat er iets gebeurd wat je aandacht vraagt verdwijnt de
activiteit in het DMN en wordt er een ander netwerk geactiveerd. Bij
bijvoorbeeld schizofrenie en depressie is de DMN erg hoog dus erg veel
gedachten of stemmen horen in het hoofd.
- Human Connectome Project: map of wiring diagram.
- Theoretische neurowetenschappen.
Controversen in hersenonderzoek
- Bewustzijn, onbewuste en bewuste processen: en groot deel van de
hersenprocessen zijn onbewust (impliciet leren). De hersenen
verzamelen informatie over het lichaam en regelen lichaamsprocessen
zoals ademhaling en lichaamstemperatuur. Hersenen kunnen heel snel
reageren op stimuli (bijv. oogreflex).
- Modulariteit of constructivisme: bestaan er modules of faculteiten voor
specifieke cognitieve vaardigheden zoals taal. Lijken aangeboren te
zijn. Of ontstaan specifieke cognitieve vaardigheden door actieve
, interacties tussen het organisme en de omgeving. Ervaring speelt een
rol bij het specialiseren.
- De breinhypothese: al ons gedrag wordt veroorzaakt door
hersenprocessen, ‘wij zijn ons brein’ (Swaab). Denken, waarnemen en
gevoelens zijn mentale representaties. Of ‘wij zijn toch niet ons brein’
(Noë). Het brein is niet de locatie van onze gedachten, onze gevoelens
en onze waarneming. Net zoals muziek niet in een instrument zit.
- Binding probleem: hoe worden in onze hersenen afzonderlijke details
van objecten die we waarnemen gebundeld tot een geheel. Dit
probleem is nog steeds niet opgelost.
1. Speciale bindingunits zoals hippocampus of prefrontale cortex
(grootmoederceltheorie).
2. Netwerken van zenuwcellen die met elkaar samenwerken via een
temporale code of reentry.
3. Speciale neuronen: zodra een neuron geactiveerd wordt zullen
allerlei andere neuronen geactiveerd worden door associaties
Neuroscience en developmental neuroscience: kennis beperkt doordat het
een jonge wetenschap is, de ontwikkeling is een complex proces, kennis
over de hersenen in het volwassen stadium of van patiënten is beperkt
toepasbaar op kinderen en beeldvormende technieken zijn niet altijd
inzetbaar (invasief).
Developmental Cognitive Neuroscience: wetenschap die zich bezighoudt
met de relatie tussen de ontwikkeling van leren en gedrag en de
functionele en structurele ontwikkeling van de hersenen. Deze relatie
wordt bestudeerd bij typische en atypische populaties. Implicaties zijn
opvoeding, onderwijs, diagnostiek en behandeling.
Nieuwe ontwikkelingen: hersenen plastisch, moleculaire genetica en
beeldvormende technieken.
Educational neuroscience: samengevoegd uit
- Onderwijskunde/pedagogiek: IQ-tests en cognitieve stijlen, invloed van
opvoeding en SES op leren, leesmethoden (woord leren of fonetisch
spellen).
- Psychologie en neurowetenschappen: cognitive neuroscience, social
neuroscience.
- Onderwijskunde, psychologie en neurowetenschappen: educational
neuroscience.
Hoe kunnen we het leren verbeteren (waar komen individuele
verschillen vandaan en wat is de optimale situatie voor leren?).
Termen ontwikkeling
- Ontwikkeling: komt van het afrollen van een rol perkament. Het is er al
en wordt langzaam zichtbaar. Oorspronkelijke betekenis van
ontwikkeling en evolutie. Ontwikkeling lijkt nu meer op de oude term
epigenese (Piaget nu).
- Evolutie: preformistische idee dat een complete miniatuur volwassenen
al in de zaadcel of eicel aanwezig was > niets nieuws ontstaan.
Alternatief voor term epigenese. Nu betekent evolutie verandering der
soorten door random variation en natural selection.
- Epigenese: iets verandert naar een steeds meer gekristalliseerd en
gespecialiseerd iets.
Omslag: het begon als individueel predeterminisme. Stappen:
, 1. Naturalist Bonnet maakte switch van individueel naar soort niveau
(ontogenese en fylogenese). Daardoor ook switch naar vooruitgang der
vormen in de natuurlijke historie (ontwikkeling der soorten). Via de
Bijbelse Zondvloed gekoppeld aan idee van vooruitgang of perfectie der
vormen.
2. Recapitulatie idee: transfer van combinatie preformisme + vooruitgang,
van soort terug naar embryo dus weer van soort naar individueel.
3. Exit preformisme: preformisme eraf gehaald (door betere waarneming),
embryo werd het model voor de hele ontwikkeling. In betekenis 180
graden gedraaid.
4. Variant evolutie: recapitulatie idee werd er weer afgehaald (in
individuele ontwikkeling de ontwikkeling van de soort herhalen) >
vooruitgang in de soort. Vooruitgang idee (na Darwin) werd er weer
afgehaald, evolutie werd opeenvolging van soorten.
5. Variant ontwikkeling: vooruitgang in aantal stadia zonder preformisme
en alleen nog voor individuele ontwikkeling. Zou betere epigenese
genoemd kunnen worden, is niet meer gelijk aan de term evolutie.
Johnson: twee klassieke visies namelijk nativisme (sluit aan bij
predeterminisme) en empirisme (sluit aan bij behaviorisme). Recenter:
constructivisme is integratie van genen en omgeving.
- Ontwikkelingsperspectief 1: preformisme (miniatuur mens zit al in zaad
of eicel) en nu zit alle belangrijke informatie in het DNA. Nu: maturatie.
- Ontwikkelingsperspectief 2: behaviorisme was dat alle belangrijke
informatie in de omgeving zit en het gedrag dus in extreme mate
vormbaar en beïnvloedbaar is. Nu in varianten van connectionisme. Nu:
skill learning.
- Ontwikkelingsperspectief 3: emergentie door interactie en constructie.
Was epigenese maar in de oude, vage betekenis. Nu is het
probabilistische epigenese, dit betreft fysieke groei maar vooral
psychologische ontwikkeling. Nu: IS interactieve specialisatie.
Drie benaderingen bij Johnson:
1. Maturationele gezichtspunt: sterk gericht op regio’s in de cortex, erbij
komen van gebieden met eigen functie en omgekeerde van volwassen
onderzoek (weghalen gebieden).
> Direct verband tussen hersengebied en functie (blijft zo gedurende
verdere ontwikkeling), Binnen gebied rijpen de verbindingen waardoor
dit gebied op een gegeven moment online komt (accent op intra regio
aspecten), plasticiteit alleen na beschadiging en oorzaak is dat
hersenontwikkeling de cognitieve ontwikkeling veroorzaakt
(eenrichtingsverkeer, predeterministische epigenese).
2. Interactieve Specialisatie IS: Johnsons variant van de constructivistische
benadering, interacties tussen structuur en activiteit (ook omgeving).
Eerst geen onderscheid, brede verandering, specialisatie ontstaat pas
gaandeweg de ontwikkeling.
> Flexibel verband tussen hersengebied en functie (betreft veel
gespecialiseerde gebieden), cognitieve functies ontstaan uit interacties
tussen verschillende gebieden, is nog niet gespecialiseerd (plasticiteit)
en het is tweerichtingsverkeer (probabilistische epigenese,
oorzakelijkheid). Veel invloed van ervaring, als een gebied
gespecialiseerd is blijft dit zo en er is sprake van plasticiteit.
