Neurologie, grote hersenen, overzicht

Inleiding

De grote hersenen heten zo omdat ze het grootste deel van het brein zijn en in de intuïtieve en gewone menselijke beleving het eerste en belangrijkste deel.

Op deze website zijn de grote hersenen het derde deel, komende na hersenstam  en emotie-organen  , en dus in zekere zin het minst belangrijk. Dat is omdat hier gekozen is voor de "van onderop" benadering, wat nodig was voor de hersenstam om niet voortdurend in herhaling te moeten vervallen. Wat zo is omdat de natuur structuren niet vervangt, als het even kan, maar hergebruikt. De natuur bouwt verbeterde functionaliteit op al bestaande omdat het al bestaande moet doorfunctioneren om te overleven "tijdens de verbouwing".

Op de grootste schaal zijn de grote hersenen de derde fase in dat proces. En voor mensen dus de belangrijkste. Maar niet in alle opzichten, waarover deze beschrijving voornamelijk gaat.

Dit artikel kan zelfstandig gelezen worden, maar voor wie het menselijke dus ook het eigen functioneren wil begrijpen, zijn de genoemde voorlopers vrijwel onontbeerlijk.

Een meer algemeen overzicht is te vinden hier  , en gebruikte terminologie hier  .

Standaard model

De grote hersenen of cerebrum of, meest gebruikt: cortex, zijn dus de grote bovenkant van het brein, wat er in gebruikelijke doorsnedes dan ongeveer zo uitziet:

Net als alle onderdelen van het brein boven de hersenstam bestaat de cortex uit een linker- en rechterhelft, zie de ruimtelijke afbeelding (edit van hier uitleg of detail ):

Een verschil met lagere delen, grijs in de bovenste afbeelding en anders-gekleurd in de onderste, is dat linker- en rechter-cortex sterk verbonden zijn door de zogenaamde hersenbalk, het witte gebied direct onder de groene cortex in de doorsnede en in de tweede de brug net boven de donkerblauwe gebieden.
    In de ruimtelijke afbeelding is ook pas goed zichtbaar hoe veel groter de cortex is ten opzichte van de rest van het brein

Ook laat de ruimtelijke afbeelding zien dat de cortex bestaat uit één groot betrekkelijk dun vel. Dat vel bestaat uit de kernen van neuronen en hun onderlinge korte-afstandsverbindingen. De neuronen verdeeld in lagen van vijf of zes stuks, zie deze anatomische schetsen (van Cajal uitleg of detail ):

Dat vel is talloze malen gekronkeld, om zo veel mogelijk ervan in de beperkte ruimte van de schedel te krijgen - beperkt door het geboortekanaal van de vrouw.

Het tweede en grotere deel van de cortex (ongeveer eenderde om tweederde) is de wit gekleurde vulling. Die staat voor alle lange-afstandsverbindingen tussen de diverse gebieden, en bestaat uit de axonen van verbindingsneuronen - die axonen zijn wat lichter van kleur zijn door de (vettige) isolatielaag die ze hebben (neuronen werken ook elektrisch).

Qua functie is de cortex opgedeeld in vele gebieden, maar dat is anatomisch niet zichtbaar. De opdeling volgt de grotere kronkels (anatomisch: gyrus) gescheiden door inhammen (anatomisch: sulcus) in het vel en de onderdelen heten in het Nederlands "kwab", zie de volgende afbeeldingen:
Temporale kwab Occipitale kwab

De kwab naast de slapen. Wordt geassocieerd met de verwerking van ruimte- en gehoorsinformatie, en taal uitleg of detail (Wikipedia) - het taal-gerelateerde gebied van Wernicke ligt hierin .

De occipitale is de achterste kwab. Dit is het primaire verwerkingscentrum voor visuele informatie uitleg of detail (Wikipedia).
 
 

Pariëtale kwab Frontale kwab

Wordt geassocieerd met de verwerking van visuele informatie en ruimtelijk denken uitleg of detail (Wikipedia).
 

Heeft drie hoofddelen: een motorisch- en premotorisch deel, en twee meer cognitieve onderdelen uitleg of detail (Wikipedia). Hierin bevindt zich ook het taal-gerelateerde gebied van Broca .
 

Prefrontale cortex Orbitofrontale cortex

Het deel van de frontale kwab dat geen motorische of premotorische functie heeft. Wordt omschreven als het evolutionair jongste deel van de hersenen, en in kinderen ontwikkelt het het laatste - nog na de puberteit. Wordt geassocieerd met de hoogste sociale, cognitieve, en planningsfuncties uitleg of detail (Wikipedia)  .

Het deel van de frontale kwab liggende boven de orbit, oftewel oogkas. Wordt vaak samen genomen met de prefrontale cortex. Volgens het gezond verstand is wat voor de laatste geldt voor de orbitofrontale cortex in versterkte mate geldig uitleg of detail uitleg of detail (Wikipedia).


Deze indeling is het standaardpatroon, maar afwijkingen ervan per individu zijn mogelijk en niet abnormaal.

Deze indeling volgt qua volgorde ook wat veronderstelt wordt de evolutionaire ontwikkeling te zijn: de achterste delen zijn de eerste die zich sterk ontwikkelt hebben, de voorste delen het laatst. Dit is zichtbaar in de schedelvorm van de vele soorten van mensaap naar mens, over de laatste 8 miljoen jaar. Het hoge voorhoofd is kenmerkend voor de homo sapiens sapiens, of evolutionair aangeduid als de Cro-Magnon mens uitleg of detail . Daar zetelen volgens het standaardbeeld de hoogste cognitieve en planmatige vaardigheden van de mens.

Daarnaast is er dus ook de links-rechts verdeling uitleg of detail (Wikipedia). Als verrassend wordt vaak opgemerkt dat voor zover het de bediening van het lichaam betreft, de linker-lichaamsonderdelen vaak bestuurd worden vanuit de rechter hersenhelft, en omgekeerd, maar deze wisseling gebeurt in ruggemerg en hersenstam met grote regelmaat (het heet daar "decussation"). Dit dient ongetwijfeld het betere handhaven van het (globale) evenwicht.

Daarnaast is er tussen de twee ook sprake van specialisatie. Bijvoorbeeld de taalgebieden van Broca en Wernicke uitleg of detail zijn meestal te vinden aan dezelfde kant, en dat is dominant de linker. Die dominantie hangt weer af van de links- of rechthadigheid van het individu: voor de rechtshandige is het circa 95 procent, voor de linkshandigen 50-50.

De natuur heeft een sterke voorkeur voor dit soort verdelingen 90-10 verdelingen in specialisaties, als beide mogelijkheden hun pluspunten hebben, terwijl uniformiteit ook een gewenste eigenschap is binnen de soort.

Deze indelingen en bijbehorende functionaliteit zijn dus in aanzienlijke mate flexibel, wat het duidelijkst naar voren komt bij beschadiging van de cortex. Dat blijkt bij de meer gedetailleerde beschrijving van de functionaliteit.

Nieuwe ontwikkelingen

Die relatieve omvang van de grote hersenen heeft natuurlijkerwijs geleid tot het idee dat de cortex het belangrijkste deel van het brein is. Mede omdat het datgene is dat de mens als soort onderscheidt van haar naaste soorten: de mensapen, en de rest van de zoogdierenfamilie. Daarbij zijn kanttekeningen te plaatsen.

Er waren al enige aanwijzingen die op dat laatste wezen. Bekend in de wetenschappelijke geschiedenis van de neurologie is het verhaal van de spoorwegarbeider die door explosie een ijzeren staaf door zijn voorhoofd gejaagd kreeg, en daarvan herstelde uitleg of detail . Van recenter datum is een Amerikaans Congreslid die door haar cortex werd neergeschoten, en ook herstelde uitleg of detail .
    Wat leidde tot het vermoeden dat het niet zozeer de fysieke schade aan het cortex-weefsel is dat mensen doodt, maar de erbij optredende infectie - hersenweefsel is daar dusdanig gevoelig voor, dat de natuur zelfs het bloed sterk afscheiden ervan houdt, de zogenaamde "blood-brain barrier" uitleg of detail .

En daaraan is nieuw bewijs toegevoegd, dusdanig opmerkelijk dat dit overzicht er voor is aangepast. Hier een paar stukken uit het artikel dat die ontwikkelingen beschrijft (de Volkskrant, 08-09-2018, door Margreet Vermeulen):
  Een veel te klein brein en nergens last van

Artsen staan soms versteld als ze zien met hoe weinig hersenweefsel bepaalde mensen toe kunnen. Het roept de vraag op: hoeveel brein heb je echt nodig?


Tussentitels: Een puber die kan horen en zien, hoewel hij de hersengebieden die dat regelen moet missen
Als het brein beschadigd raakt, kan het zich reorganiseren. Het brein is adaptief


Een 44-jarige man komt bij de dokter. Hij heeft de laatste tijd weinig kracht in zijn linkerbeen. Op een MRI-scan [CT-scan, red.] zien de artsen een vrijwel lege hersenpan. Preciezer gezegd: in plaats van hersenen zien de artsen een schedel die voor 90 procent is gevuld met hersenvocht. Wat van de hersenen resteert, wordt door het vocht tegen het schedeldak geplet. De medici staan voor een raadsel: hoe kan iemand met zo weinig brein normaal functioneren? De 44-jarige Fransman heeft weliswaar geen hoog IQ (75), maar hij leidt een normaal leven als ambtenaar en ­vader van twee kinderen.


Een ander opmerkelijk aspect aan dit verhaal is dit:
  Al rond 1980 vroeg de Britse kinderarts John Lorber zich enigzins schertsend af: ‘Is ons brein wel echt nodig’? Lorber maakte scans van de hersenen van zeshonderd volwassenen die als kind al dan niet succesvol waren behandeld voor een waterhoofd. Bij een waterhoofd stokt de afvoer van hersenvocht, terwijl de aanvoer gewoon doorgaat. Om te voorkomen dat de hersenen daardoor in de verdrukking komen, wordt het vocht operatief afgevoerd met een drain, soms zelfs met een pompje of ventiel. Lorber concentreerde zich op de zestig extreme gevallen waarin het hersenvocht niet goed was afgevoerd of bij wie de drain verstopt was geraakt in de loop der jaren, met als gevolg dat de schedel voor 95 procent gevuld raakte met water.

De helft van deze mensen was, zoals je zou verwachten, zwaar gehandicapt. Maar wat Lorber versteld deed staan was dat de andere dertig mensen een normaal of zelfs bovengemiddeld IQ hadden en een gewoon leven leidden. Bij één geval (een wiskundestudent) was het hersenweefsel tussen de binnenkant van de schedel en de hersenkamers niet 4,5 cm dik is (zoals normaal is) maar slechts 1 millimeter.

De neurowetenschap nam de kinderarts niet erg serieus. En de opwinding die hij had veroorzaakt, ebde weg toen hij in 1996 overleed. Op YouTube is een documentaire te zien waarin Lorber wordt neergezet als een dappere buitenstaander die het vergeefs opneemt tegen de gevestigde neurowetenschap.

Waar de gevestigde wetenschap hier last van had, was het in het begin genoemde besef van het belang van de cortex voor het zijn van mens, homo sapiens. En ook dat is juist.

Het misverstand is dit: er is een verschil tussen het belang van iets voor de soort en voor het individu. Zoals al eerder gezien aangaande het cerebellum  , de kleine hersenen (met de helft van alle neuronen!): je kan er zonder mee geboren worden, en toch een dusdanig normaal leven leiden dat het slechts bij toeval ontdekt wordt.

Nogmaals: er is een verschil tussen het belang van iets voor de soort en voor het individu. En het geciteerde artikel laat zien dat dat ook geldt voor de cortex.

En probeer dit, het deels of geheel "weglaten", absoluut niet te doen met de andere, "lagere" onderdelen: ruggemerg, hersenstam en emotie-organen.

En naast deze overeenkomst tussen kleine en grote hersenen is er nog één, en tevens eentje dat beide onderscheidt van de overige hersenstructuren: beide bestaan uit een min-of-meer homogeen vel gevuld met lagen van neuronen, de zogenaamde "grijze massa", aangevuld met verbindingen ertussen, de axonen, de zogenaamde "witte massa". Hier voor het cerebellum (aanzicht van opzij - links de hersenstam - wit zijn de axonen die eruit gaan als bundels -  deze en de volgende afbeelding uit de anatomie-atlas van Gray uitleg of detail ):

En hier, meer schematisch, voor het cerebrum (aanzicht van achteren - eronder de hersenstam - rood zijn de axonen):

Dit soort structuur als één vel met lagen neuronen is in algemenere termen bekend als een "neuraal netwerk" , een term die bekender is geraakt vanwege de technische toepassing ervan, als techniek om met computertaal patronen te ontdekken in grote hoeveelheden gegevens. Van het cerebellum is hier gesteld dat het leert van ervaringen met bewegingen leidend tot een betere fijnbesturing van het lichaam , en zo betere overlevingskansen. Essentieel voor de soort, maar niet voor de, huidige, individuele mens, die de vaardigheid die vroeger noodzakelijk was voor het verkrijgen van voedsel nu kan overlaten aan anderen, en zelf op een andere manier bijdragen.

Het voorgaande suggereert sterk dat hetzelfde geldt voor de rol van de cortex.

De vraag is dan: welke soort extra functionaliteit biedt de cortex boven dat van wat eronder ligt, waar het sterke vermoeden aangaande het cerebellum is dat het aan het proces van middeling doet - op een slimme manier.

De eerste aanwijzing hiervoor ligt in de evolutionaire ontwikkeling ervan. Want de cortex is niet een "latere" of menselijke ontwikkeling, maar al vanaf veel primitievere soorten aanwezig, zoals de volgende illustratie (van hier uitleg of detail en hier uitleg of detail ) laat zien:

De derde benoemde structuur, het (optic) tectum, is het centrum dat de ooginformatie verwerkt, dat bij mensen het bovenste deel van de hersenstam is (lichtbruin in het schema - lichtgeel: geurcentrum).
    In beide evolutionaire hoofdtakken (links en rechts) zijn alledrie benoemde onderdelen voortdurend aanwezig, maar gaat het cerebrum uiteindelijk overwegen.

De vraag is dan: welke primitieve functie hebben deze onderdelen waaruit hun latere functionaliteit is ontwikkeld?

De vraag is beantwoordbaar als je een stapje terugneemt en de meest algemene functie van het zenuwstelsel benoemt naast die van beweging en waarneming: dat is die van informatieverwerking. Informatie van de waarnemingsorganen moet verwerkt worden tot gedrag effectief voor overleven.

En effectief voor overleven betekent in de voortdurend veranderende natuur: effectief omgaan met veranderingen, oftewel "leren". En leren kan je alleen met een geheugen. Het cerebellum kan middelen omdat het eerdere ervaringen met beweging opslaat.

De structurele overeenkomsten tussen cerebellum en cerebrum, in combinatie met het reeds primitieve doel dat ze moeten hebben, doet vermoeden dat het cerebrum aanvankelijk ook gewoon een soort van geheugen was.

En hier komt de bij de mens bekende computertechnologie te hulp: ook daar had men meteen behoefte aan twee vormen van geheugen: een primitieve en goedkope vorm waarin je één keer iets opsloeg en niets kon veranderen, en een tweede en ingewikkeldere vorm waarbij dat achteraf veranderen wél kon. In computertermen: ROM of "read only memory" en RAM of "random access memory".

RAM is ingewikkelder (heeft meer onderdelen), is duurder en kost meer energie. Precies het soort ding waarin de natuur gaat schipperen: zolang (extra) RAM niet nuttig is, alleen ROM want dat kost en gebruikt minder dus is er minder voedsel nodig dus is het makkelijker overleven. Leidende tot het evolutionaire plaatje boven.

Wat ontbreekt in het evolutionaire plaatje is de stap van zoogdier naar mens. Met als belangrijke tussenstap die van de apen en mensapen.

Op welk punt er een onderscheid gemaakt moet gaan worden tussen de twee bestaande soorten van cortex: de cingulate of "band"-cortex en de neocortex, zie hier:


De geel-gekleurde cingulate cortex ligt als een band over de hersenbalk, wit in het plaatje, de hersenbalk zijnde de verbindingen tussen linker en rechter-hersenhelft. De cingulate cortex is grotendeels hetzelfde in mensen en apen. Het grote verschil is de neocortex, groen in het plaatje - dat is degene die bij mensen zo ontzettend gegroeid is, over de diverse ondersoorten van mensaap naar mens.

Naast de positie onderscheiden ze zich op twee andere manieren: qua uiterlijk in dat de cingulate cortex weinig welvingen heeft en voornamelijk in de lengterichting, en de neocortex veel meer en in de breedte.

Maar het belangrijkere verschil is intern, in dat het vel van de cingulate cortex vijf lagen aan neuronen telt, en de neocortex zes. Het aantal lagen houdt natuurlijk verband met verschil in functionaliteit - hoe meer lagen, hoe meer functies.

Het cerebellum heeft twee en een halve laag, waarbij dat 'halve' slaat op het feit dat de betreffende neuronen veel minder in aantal zijn dan die van de andere twee lagen. Het cerebellum heeft dan ook een primitieve functie waarbij per soort gedrag een verbeterde versie ervan wordt afgeleverd, zonder verdere relatie met andere gedrag - je kan een heel goede tennisser zijn en een slechte voetballer.

De functie van de cingulate cortex is besproken bij emotie-organen  , en daar verondersteld als zijnde het geheugen voor reeksen gedrag, genaamd "scenario's" - iets dat je in werking stelt, en zichzelf daarna grotendeels automatisch afloopt. Als in "routinetaken". Tevens iets waarvan de deelstappen je achteraf moeilijk of niet te herinneren zijn.

Met deze inleiding is het duidelijk wat de volgende stap zal zijn: een vorm van geheugen voor scenario's waarbij de afzonderlijke stappen wel achteraf toegankelijk zijn. Oftewel: naast de start ervan moet de reeks gebeurtenissen zelf apart "genummeerd" zijn of iets dergelijks - een "label" hebben. Iets dat nauw verwant is aan het begrip "tijd".

Ook dit heeft een analogie in de computertechnologie. RAM is de betere vorm van geheugen, maar heeft een tekortkoming: het stopt met functioneren als je de computer "uit" zet en wat er in het RAM staat gaat verloren. Dat geldt niet voor ROM, maar duurt vrij lang om te programmeren en met toenemende informatie heb je er dus steeds meer van nodig want je kan er helemaal niets aan veranderen en zelfs niet wissen en opnieuw gebruiken. Niet erg gebruiksvriendelijk dus en evolutionair met een ernstig nadeel.

Wat je wil een ruime opslag waarnaar je makkelijk kan opslaan en wat niet verdwijnt als de stroom uitvalt. Wat er al was ten tijde van de uitvinding van de computer in de vorm van magnetische tape. Dus dat was de eerste vorm van permanente computeropslag.

Nu heeft tape-opslag een probleem: om bij het opgeslagene midden op de band te komen, moet je eerst door de helft van de band spoelen. En je moet je gegevens opslaan in opeenvolgende blokken, zodat je weet bij welk blok je moet zijn.

Er was dus al snel behoefte aan een vorm van opslag zonder die problemen. Dat werd opslag op draaiende magnetische schrijven, tegenwoordig bekend als "hard disks" (er was eerst een flexibele "floppy" versie).

Dit lijkt dus heel erg op de situatie met cingulate- en neocortex.

De cingulate cortex slaat complete scenario's op met een vast beginpunt maar waarvan de rest niet los toegankelijk is. De neocortex kan hetzelfde scenario opslaan, maar met de deelstappen wél apart toegankelijk.

Waarop zich onmiddellijk een nieuwe mogelijkheid aandient: je kan de losse elementen van scenario 1 combineren met de losse elementen van scenario 2.

Het is volkomen duidelijk dat dit een deur opent naar een hele klasse van organisatiemogelijkheden. En een klasse die explosief uitdijdbaar is.

En dit is waar de neocortex zich onderscheidt van de eerdere vormen: een grote hoeveelheid verbindingen tussen de onderdelen ervan. Zich onderscheidend van de voorgaande afbeeldingen want die laten alleen verbindingen naar binnen en buiten zien. Hier zijn twee ingekleurde plaatjes van fMRI opnamen van de onderlinge verbindingen binnen de neocortex (van hier uitleg of detail en hier uitleg of detail - de verschillen door verschillen in afbeeldingstechnieken):
 

Het is duidelijk dat deze structuur vele flexibeler is: met complete scenario's als eenheid, moet je, als je wilt "leren", een compleet scenario vervangen door een ander compleet scenario. Iets dat een tijd aan voorbereiding vergt in dat je het tweede scenario moet opbouwen terwijl je scenario 1 nog blijft gebruiken.

In de neocortex kan je dat stap voor stap doen: je kan een slecht werkend deel uit scenario 1 vervangen door een beter werkend deel uit scenario 2.

Ook dat is iets dat je beter niet kan doen terwijl je functioneert in een omgeving die een beroep doet op je scenario's. Voor welk probleem er een bekende oplossing bestaat: dit doe je tijdens de slaap.

En zo heb je meteen een verklaring voor dromen en het "absurde" karakter ervan: het brein is bezig om delen uit verschillende scenario's aan elkaar te koppelen en te testen op deugdelijkheid  .

Deze capaciteiten leidden tot het beter functioneren van de cortex dan de eronder liggende structuren, op het vlak van het nemen van beslissingen omtrent handelingen. Eigenlijk een tautologie, want anders waren deze structuren niet ontstaan. Ook dat moet al van dicht bij het ontstaan van het complete zenuwstelsel ontstaan zijn, want er zijn verbindingen van de cortex richting emotie-organen en zelfs naar het ruggemerg, vaak met tussenstations zoals de thalamus, zoals zichtbaar in de volledige versie van de eerder gebruikte illustratie uit Gray's:
Gray 764

Dit geldt ook voor de waarnemingsorganen. De hoofdzenuwen die hun signalen vanuit het lichaam aanvoeren zijn direct verbonden aan kernen in de hersenstam, maar die hebben weer verbindingen naar de cortex, genaamd de optic radiation en de auditory radiation, zodat de cortex die informatie ook kan gebruiken.

Maar, let op, dit betekent niet dat de cortex de lagere structuren vervangt. Want om haar beeld van de werkelijkheid te maken en betere beslissingen te kunnen nemen, zijn er dus veel gebieden van de cortex tezamen actief. En dat maakt het proces langzamer. En in veel situaties zijn snelle beslissingen essentieel. En die kwamen al van hersenstam en emotie-organen.

De oplossing is dat de drie gebieden met elkaar verbonden zijn waarbij ze elkaar aanvullen. Normaliter, bij de mens, neemt de cortex de beslissingen, maar beslist hersenstam of emotie-organen dat iets snel gedaan moet worden, wordt de cortex buitengesloten en meteen gehandeld. Als iemand in een menigte loopt en van achteren aangestoten wordt, is er eerst de instantane reflex van wegbewegen, wat later het gevoel van angst, en weer wat later de cortex die de wijdere context in aanmerking neemt en concludeert dat je in een menigte nu eenmaal vaker van achter aangestoten wordt en je dus kan bedaren en eerst even omkijken. Dit allemaal geregeld via terugkoppellussen, zoals hier:
Episodic memory system of basal ganglia

Een bevestiging van dit beeld uit de neurologisch praktijk zoals beschreven in het eerste artikel:
  ... zo nu en dan staan artsen versteld als ze zien met hoe weinig hersenweefsel sommige mensen toe kunnen. In juli haalden de lotgevallen van een 13-jarig jongetje het wetenschappelijk tijdschrift Cell Press. De puber kan gewoon horen en (vrijwel) gewoon zien, terwijl hij de hersengebieden die dat regelen moet missen sinds een operatie. Op zijn zesde werd eenderde deel van zijn rechterhersenhelft weggehaald vanwege epilepsie. Niet alleen zijn zicht en gehoor hebben er (weinig) onder geleden, ook zijn intelligentie is normaal gebleven.

Oftewel: de optische hersengebieden zijn niet essentieel voor het zien - zoals de optische kernen in de hersenstam dat wel zijn.

Wat dit soort voorbeelden ook nog eens benadrukt, is dat de cortex qua structuur én qua potentiële functionaliteit één homogeen geheel is. Het kan net als een computer vele taken uitvoeren omdat het geen toegewijde structuur heeft, met specifieke mechanische onderdelen, maar één die gebaseerd is op algemene rekenprocessen. Valt een deel van de cortex uit, dan is er de potentie dat andere delen ervan het overnemen.
  ‘Als het brein beschadigd raakt, kan het zich reorganiseren’, zegt de Nijmeegse neuropsycholoog Luciano Fasotti. ‘We zien op hersenscans vaak dat het hersenweefsel in de buurt van het beschadigde gebied erg actief wordt en taken overneemt. Het brein is adaptief. Dus iemand die na een beroerte slecht spreekt, kan na pakweg een jaar soms weer heel aardig uit de voeten.’

En de behoefte aan een cortex binnen het brein blijkt dus soms verbijsterend klein te zijn.

Maar even duidelijk is dat de cortex dát element is dat radio's en mobieltjes bouwt en de quantumtheorie ontwerpt, en dat dat echt niet ergens anders gedaan kan worden.

En dat geldt voor alles dat ligt tussen emoties en dit laatste soort theoretiseren.

Dit alles bij elkaar wijst naar de conclusie dat de cortex zich ontwikkeld heeft van het temporale geheugen tot het algemene rekencentrum van het brein. Waarbij dit rekencentrum in de soort genaamd homo sapiens een grensoverschrijdend  deel van de dagelijkse activiteiten heeft overgenomen, in normale omstandigheden.

Dat grensoverschrijdende is waar te nemen als je de evolutie van de omvang het brein in de tijd bekijkt:

Maar dat is op de schaal van de ontwikkeling van de menselijke soort, iets van 10 miljoen jaar durende. Op de schaal van de ontwikkeling van het brein, dus ongeveer die van de schaal van de ontwikkeling van het leven en het heelal, ziet dat er zo uit, de ''Millions of years' vervangend door "Billions of years":

En zelfs dat ligt nog meer zwart-wit want het bijna-horizontale gedeelte moet je dan eigenlijk bovenop de horizontale as plakken, zo klein of niet bestaand is het dan.

En alle andere omstandigheden zou je zo'n soort grafiek, bekend als "exponentiële groei" , omschrijven als "een probleem", of "een probleem op komst". Waarbij hoort het bekende verhaal van het eendekroos in de sloot: het begint met één blaadje, groeit aanvankelijk heel langzaam tot 2, 4, 8, enzovoort, en op een gegeven moment razendsnel, tot als er eenmaal een goed zichtbaar deel van de sloot gevuld is, de fase van "volkomen dichtgegroeid" in een oogwenk daar is.
    En dan is het te laat: de sloot wordt donker, micro-organismen sterven uit, de vissen gaan dood, enzovoort. Eindpunt: een stinkende sloot.

En er is nog een tweede potentiële bron van problemen, met de zichzelf organiserende (neo-)cortex in het brein. Als deel 1 verbindt met deel 2, deel 2 met deel 3, en deel 3 met deel 1. Dan heb je een cirkel. Oftewel: een cirkelproces. En daarin kunnen dingen makkelijk fout gaan.

Cirkelprocessen zijn in de wetenschap en techniek bestudeert in het kader van "besturing" of "stuurmanskunst" of "cybernetica" . Waarbij men twee hoofdsoorten onderscheidt: die waarbij na één cirkel het signaal of de afwijking van de koers versterkt wordt, en die waarbij er verzwakking optreedt. Dat laatst leidt naar evenwicht: zo blijf je op koers: "Te veel naar links, dan bijsturen". Het eerste leidt tot een steeds sterkere groei van signaal of afwijking. Dat is weer exponentiële groei. En exponentiële groei kan gunstig zijn als je iets kleins snel groot wilt maken, maar dus ook ongunstig of zelfs catastrofaal: zie het geval van de sloot.

Maar het vermoedelijk belangrijkste bijproduct van cirkelprocessen in de cortex is iets waar mensen verder nogal geheimzinnig over doen: bewustzijn. Het kijken naar jezelf oftewel wat je zelf doet en je eigen hersenprocessen eromheen, die men dan "gedachten" noemt. Het is wel eens vergeleken met het Droste effect: het Droste-blik waarop je het Droste-blik zelf weer ziet, enzovoort - voor de bijbehorende animatie, klik op het plaatje:

Ook deze simpele animatie laat al zien: je kan er horendol van worden.

Aan de explosieve ontwikkeling van het cerebrum zitten dus twee kantne: die van de inleiding oftewel de evolutie die laat zien dat hoe meer, hoe beter. En die van de explosieve groei en de cirkelprocessen die laat zien dat er ook het één-en-ander fout kan gaan, speciaal met het ontwikkelen van abstracte vaardigheden zoals in homo sapiens - , het verschil te illustreren als volgt:

Het linker tonende een denkcirkel waarin het denkproces gerelateerd wordt aan de realiteit, en in het tweede aan abstracte begrippen - of ook wel: de buitenwereld en de eigen wereld.

Er zijn veel mensen die sterk neigen naar het tweede, vooral degenen die nogal wat belang aan zichzelf en hun gedachten hechten , en die gaan er dan vaak ook boeken over schrijven en dat noemt men dan literatuur of filosofie . en dus het risico lopen om "horendol" te worden.

En dat er onder literatoren en filosofen zich veel getormenteerden uitleg of detail bevinden, is het intrappen van een open deur. Maar ook onder mensen die zich niet zo specialistische bezighouden met dit soort min-of-meer intellectuele onderwerpen is het cirkelproces en de bijbehorende kans op zelfversterking een alom en altijd aanwezig risico. Dit is hier naar aanleiding van bestaande maatschappelijke verschijnselen als beschreven onder de noemer "cognitieve dementie"  : het feit dat men de eigen geest aanpast aan een in die eigen beeld bestaand beeld van de wereld, ertoe leidende dat men grotendeels of geheel blind wordt voor de werkelijkheid, zoals literair geïllustreerd door het sprookje van "De Nieuwe Kleren van de Keizer":

Wat maatschappelijk zijn meest in het oog springende en vermoedelijk ook meest destructieve versie heeft in dat wat heet de "politieke-correctheid". Waarvan de politiek-correcten, geheel volgens het ziektebeeld, dan ook beweren dat ze het niet hebben of zelfs dat het niet bestaat, zie de illustratie hier direct boven.

Waarna besloten wordt met een toepassing van het "technische" deel van het voorgaande dat ook het maatschappelijk toegepaste deel illustreert.

In het artikel over de gaten in de hersenen, stond ook dit tussenstuk:
  Hersenomvang en intelligentie

Hoe grillig de relatie is tussen intelligentie en de omvang van de hersenen blijkt uit een studie van de Canadese hersenonderzoekster Sandra Witelson uit 2006. Witelson bepaalde het IQ van honderd terminale kankerpatiënten. Na hun dood bracht ze nauwgezet de omvang van hun hersenen in kaart. Wat bleek? Hoe groter het brein, hoe groter de verbale intelligentie bij vrouwen en rechtshandige mannen. Bij linkshandige mannen is dat verband er niet. In de studie is ook een schatting gemaakt voor welk deel de verbale intelligentie bij vrouwen en rechtshandige mannen is toe te schrijven aan de hersenomvang. Dat bleek 36 procent. De resterende 64 procent schrijven ze aan de omgeving toe: denk aan onder meer opleiding en kwaliteit van voeding.
    Ook het ruimtelijk inzicht is bij vrouwen beter naarmate hun hersenen volumineuzer zijn. Bij mannen niet. Het mannenbrein is gemiddeld 10 procent groter dan een vrouwenbrein van dezelfde leeftijd. Maar dat grootteverschil leidt niet tot betere intelligentiescores, zegt Witelson. Zij vond dat rechtshandige mannen een groter hersenvolume nodig hadden dan rechtshandige vrouwen om dezelfde score voor verbale intelligentie te behalen.    ...

Oftewel: de onderzoeker constateert twee factoren die van invloed zijn op de hersenwerking: geslacht en handoriëntatie. Het staat hier niet vermeld, maar uit andere onderzoeken is bekend dat de hand-oriëntatie een wederzijdse invloed heeft op de specialisatie van en communicatie tussen de twee hersenhelften.
    Als je aanneemt dat die communicatie niet per radio gaat maar met neuronverbindingen. moet er dus een verschil zijn in het patroon van verbindingen in de diverse gevallen. Dat is al eerder gebleken (Volkskrant.nl, 03-12-2013, door Sache Kester uitleg of detail )
  'Hersenonderzoek bevestigt vooroordelen over mannen en vrouwen'

Het 'netwerk' van onze hersenen is bij mannen totaal anders opgebouwd dan bij vrouwen, zo blijkt uit hersenscans. Onderzoekers aan de Universiteit van Pennsylvania hebben het brein van bijna duizend jongeren onderzocht, en ontdekten grote verschillen in de 'bedrading'. Dit zou kunnen verklaren waarom mannen en vrouwen elk in andere taken uitblinken.


Simpel gezegd wordt er bij mannen beter binnen de hersenhelften gecommuniceerd: de 'bedrading' loopt van voren naar achteren. Dat betekent dat de gebieden voor perceptie en voor actie goed met elkaar zijn verbonden.
Een 'plattegrond' van de verbindingen in het mannelijke brein. © National Academy of Science 
Een 'plattegrond' van de verbindingen in het vrouwelijke brein - © National Academy of Science. 

 
    De 'bedrading' bij vrouwen is juist sterker van links naar rechts (en weer terug) ontwikkeld. Bij hen is de communicatie tussen de twee verschillende hersenhelften dus beter. Hierdoor is er een goede verbinding tussen intuïtieve en emotionele gebieden, en het deel van de hersens dat in verband wordt gebracht met ratio en planning.
    Het onderzoek is gepubliceerd door The Proceedings of the National Academy of Sciences. De proefpersonen waren tussen de 8 en de 22 jaar oud, en voordat ze gingen puberen, waren er slechts kleine verschillen zichtbaar. Die verschillen namen toe zodra ze 12 of 13 jaar oud werden.    ...

Technisch gezien precies hetgeen je zou verwachten op grond van het ervoor geciteerde onderzoek.
    Maar die kop van de Volkskrant heeft een andere boodschap. Die kop zegt: dit bevestigt iets. Maar wat het bevestigt is niet een vooroordeel, maar een "gezond verstand"-oordeel. Het "gezond-verstand"-oordeel dat zegt dat als man en vrouw qua uiterlijk en diverse functionaliteiten zoals bijvoorbeeld het krijgen van nageslacht al zo fundamenteel verschillen, het bijzonder onwaarschijnlijk is dat je daarvan geen weerslag zou zien in de hersenen. Dat gezond klinkende "gezond verstand"-oordeel wordt door de Volkskrant hierboven omschreven als een vooroordeel.
    Een vooroordeel over het al dan niet bestaan van verschillen tussen man en vrouw.
    Waarbij het dus duidelijk zo is dat de Volkskrant er van uitgaat dat die verschillen er niet zijn. Want het constateren van die verschillen noemen ze een 'vooroordeel'. En niet een "oordeel".
    Nu zegt de Volkskrant dat niet zomaar. Het "Er bestaan geen verschillen tussen man en vrouw" behoort tot de (huidige) politieke-correctheid (net als "Er bestaan geen verschillen tussen etnieën en culturen").
    Dus wat staat er onder het onderzoek waaruit verschillen blijken qua hersenstructuur, bij geslacht en handorëntatie:
  Aan de hersenen kun je overigens niet zien of ze van een man of een vrouw zijn. ...

Het is onduidelijk of dit stukje tekst van de onderzoeker of van de Volkskrant is, hoewel dat laatste zeer ongebruikelijk is bij een tussenstuk. Maar in beide gevallen laat het de ernst zien van het verschijnsel: met de neus in de stront gedrukt en het hoofd net weer opgeheven, verklaart men vrolijk "Dat is geen stront".
    Dat is dus cognitieve dementie. Veroorzaakt door cirkelprocessen in de neocortex.
    Hetgeen zo ver gaat dat een wetenschapsjournalist van de Volkskrant kan verklaren dat je dit soort hersenonderzoeken maar niet moet geloven ... uitleg of detail (overigens: dat laatste onderzoek dat het tegendeel bewees haalde wel de website, maar dus niet de gedrukte krant ...)

Waarna de rest van hoe het in de cortex werkt redelijk onbelangrijk lijkt, ten opzichte van de opgave om er eerst maar eens mee te leren omgaan. Voor wie dat laatste meteen wil aanpakken, ga naar Cognitieve dementie  , of ga eerst naar de enige uitingsvorm ervan: de taal  . Maar wat natuurlijk bij verder doorwerken op hetzelfde neerkomt.


Naar Neurologie, organisatie  , of site home  ·.

21 nov.2016; 25 sep.2018; 2 okt.2018