Door naar de hersenactiviteit van iemand in rust te kijken, kunnen wetenschappers nu voorspellen hoe het brein zal reageren op verschillende actieve taken. Een dergelijk model kan worden gebruikt om hersenfuncties van mensen te onderzoeken die geen taken kunnen uitvoeren, zoals ernstig verlamde mensen of jonge kinderen.

Voor moderne hersenwetenschappers is het in kaart brengen van de meeste hersenfuncties tegenwoordig een koud kunstje: je schuift een deelnemer in de hersenscanner, laat hem of haar een paar taakjes uitvoeren, en na afloop laat je enkele statistische berekeningen los op de gemaakte scans en hopla – een mooi gekleurd plaatje laat zien waar in het brein activiteit plaatsvond.

Helaas laat niet elk brein zich meten: een minimumvoorwaarde is dat de eigenaar van het stel hersens wél een paar cognitieve taken kan uitvoeren. En dat geldt niet voor iedereen: te jonge kinderen, mensen met vormen van verlamming en gedrogeerde individuen zijn vaak niet in staat om nauwkeurig een taakje uit te voeren. Zou het mogelijk zijn om door te kijken naar het brein in rust, tóch iets te kunnen zeggen over hoe het brein reageert als het druk bezig is? Dat is wat een team onderzoekers uit Oxford zich afvroeg.

Niks doen

De wetenschappers maten eerst de hersenactiviteit van een groep deelnemers terwijl ze in de scanner lagen en actief niets deden. Dat houdt in dat ze niet in slaap mochten vallen, maar ook niet structureel aan hetzelfde denken. Het brein staat dan niet ‘uit’, maar heeft een soort basisactiviteit. Deze activiteit, ook wel resting state activiteit genoemd, kan al veel inzichten geven in welke hersengebieden met elkaar samenwerken.

Naast deze resting state werd de deelnemers gevraagd om ook andere taakjes uit te voeren terwijl fMRI-metingen werden verricht, zoals besluitvorming en taalverwerking.

Voorspellend model

De wetenschappers lieten vervolgens een slimme computer nauwkeurig de subtiele variaties in hersenactiviteit tijdens de rustactiviteit leren herkennen. Op basis van dit getrainde computermodel werd vervolgens gekeken of de individuele hersenactiviteit tijdens de actieve taakjes kon worden voorspeld. Interessant genoeg bleek dit inderdaad mogelijk te zijn! Jouw hersenactiviteit tijdens het oplossen van een probleem is net even anders dan de activiteit van een collega tijdens precies dezelfde taak. Nu kunnen deze verschillen dus voor een groot deel verklaard worden door hoe het brein bekabeld is.

Deze studie werd deze week gepubliceerd in het tijdschrift Science.

Dit artikel werd ook gepubliceerd op Brainmatters.nl