Jou brein—Hoe werk dit?
“Die brein is die moeilikste deel van die liggaam om te bestudeer”, sê E. Fuller Torrey, ’n psigiater van die Amerikaanse Nasionale Instituut vir Geestesgesondheid. “Ons dra dit rond in hierdie houer bo-op ons skouers wat baie ongerieflik vir navorsing is.”
NIETEMIN sê wetenskaplikes dat hulle al baie geleer het oor die manier waarop die brein die inligting verwerk wat ons vyf sintuie voorsien. Neem byvoorbeeld hoe dit visuele sensasies verwerk.
Jou gesigsvermoë
Lig bereik jou oog en val op die retina, wat uit drie lae selle aan die agterkant van jou oogbol bestaan. Lig dring tot die derde laag deur. Hierdie laag bevat selle wat as stafies bekend staan, wat sensitief is vir helderheid, asook keëltjies, wat op lig van verskillende golflengtes reageer wat met die kleure rooi, groen en blou ooreenstem. Die lig bleik die pigment in hierdie selle. Dit stuur ’n sein na selle in die tweede laag en van daar na ander selle in die boonste laag. Aksons van hierdie selle verbind om die oogsenuwee te vorm.
Die miljoene neurone van die oogsenuwee bereik ’n kruising in die brein wat as die optiese chiasma bekend staan. Hier kom neurone wat seine van die linkerkant van elke oog se retina dra nou bymekaar en volg hulle ewewydige bane na die linkerkant van die brein. Seine van die regterkant van elke retina kom op ’n soortgelyke wyse bymekaar en beweeg na die regterkant. Die impulse kom hierna by ’n aflospunt in die talamus uit, en van hier neem die volgende neurone die seine na die gebied aan die agterkant van die brein wat as die visuele korteks bekend staan.
Verskillende aspekte van visuele inligting beweeg langs ewewydige bane af. Navorsers weet nou dat die primêre visuele korteks tesame met ’n nabygeleë gebied soos ’n poskantoor is wat die verskeidenheid inligting wat die neurone bring, sorteer, versend en integreer. ’n Derde gebied neem vorm, soos die kante van ’n voorwerp, en beweging waar. ’n Vierde gebied herken vorm sowel as kleur, terwyl ’n vyfde gebied voortdurend kaarte van die visuele data bywerk om beweging te volg. Die jongste navorsing toon dat tot 30 verskillende gebiede in die brein die visuele inligting verwerk wat die oë versamel! Maar hoe werk hulle saam om vir jou ’n beeld te gee? Ja, hoe “sien” jou brein?
Hoe jy met jou brein “sien”
Die oë versamel inligting vir die brein, maar dit is die korteks wat blykbaar die inligting verwerk wat die brein ontvang. As jy ’n foto met ’n kamera neem, gee die foto jou besonderhede van die hele toneel. Maar wanneer jou oë dieselfde toneel sien, sien jy bewustelik net daardie deel van die toneel waarop jy jou aandag vestig. Hoe die brein dit doen, bly ’n geheim. Party meen dat dit die gevolg is van ’n geleidelike byvoeging van visuele inligting in so genoemde konvergensiestreke, wat jou help om wat jy sien te vergelyk met wat jy reeds weet. Ander sê dat die kere wat jy iets nie duidelik sien nie, dit eenvoudig is omdat die neurone wat gesigskerpte beheer nie reageer nie.
Wat die rede ook al is, die probleme wat wetenskaplikes het om die gesigsvermoë te verduidelik, vervaag in vergelyking met die probleme waarvoor hulle te staan kom wanneer hulle wil uitvind presies wat “bewustheid” en die “verstand” werklik behels. Skandeertegnieke, soos magnetiese resonansiebeelding en positron-emissie-tomografie, het wetenskaplikes in staat gestel om met nuwe oë na die mensebrein te kyk. En deur te kyk na die vloei van bloed na sekere breingebiede gedurende denkprosesse het hulle met redelike sekerheid tot die gevolgtrekking gekom dat verskillende dele van die korteks ’n mens blykbaar help om woorde te hoor, woorde te sien en woorde te sê. Maar soos een skrywer sê: “Die wonder van verstand, van bewustheid, is baie ingewikkelder . . . as wat enigiemand verwag het.” Ja, baie van die brein se geheime moet nog ontrafel word.
Die brein—Net ’n wonderlike rekenaar?
As ’n mens ons ingewikkelde brein wil verstaan, is dit dalk nuttig om vergelykings te maak. Aan die begin van die industriële revolusie, in die middel van die 18de eeu, het dit mode geword om die brein met ’n masjien te vergelyk. Later, toe telefoonskakelborde ’n teken van vooruitgang geword het, het mense die brein met ’n besige skakelbord vergelyk met ’n telefonis wat besluite neem. Noudat rekenaars ingewikkelde take verrig, vergelyk party die brein met ’n rekenaar. Is hierdie vergelyking ’n volledige verduideliking van hoe die brein werk?
Daar is belangrike basiese verskille wat die brein van ’n rekenaar onderskei. Die brein is in wese ’n chemiese en nie ’n elektriese stelsel nie. Baie chemiese reaksies vind in elke sel plaas, en dit is heeltemal anders as wat ’n rekenaar werk. Dr. Susan Greenfield sê voorts dat “hoegenaamd niemand die brein programmeer nie: dit is ’n proaktiewe orgaan en dit werk vanself”. Dit verskil van ’n rekenaar wat geprogrammeer moet word.
Neurone kommunikeer op ’n ingewikkelde manier met mekaar. Baie neurone reageer op 1 000 of meer sinapsboodskappe. Die navorsing van een neurobioloog help ’n mens om te verstaan wat dit behels. Hy het ’n deel aan die onderkant van die brein net bo en agter die neus bestudeer om uit te vind hoe ons reuke waarneem. Hy sê: “Selfs hierdie skynbaar eenvoudige taak—wat kinderspeletjies is in vergelyking daarmee om ’n meetkundige stelling te bewys of ’n Beethoven-strykkwartet te verstaan—behels ongeveer 6 miljoen neurone, waarvan elkeen moontlik 10 000 boodskappe van sy maats ontvang.”
Die brein is egter veel meer as net ’n versameling neurone. Vir elke neuron is daar verskeie gliaselle. Benewens die feit dat dit die brein bymekaar hou, voorsien hulle elektriese isolasie vir die neurone, beveg hulle infeksie en span hulle saam om ’n beskermende bloed-brein-skeiding te vorm. Navorsers glo dat die gliaselle moontlik ander funksies het wat nog ontdek moet word. Die tydskrif Economist kom tot die gevolgtrekking: “Die skynbare ooreenkoms met mensgemaakte rekenaars, wat elektroniese inligting in ’n digitale vorm verwerk, is dalk so onvolledig dat dit moontlik misleidend is.”
Dit laat ons met nog ’n raaisel om te bespreek.
Wat is geheue?
Jou geheue—“miskien die merkwaardigste verskynsel in die sigbare wêreld”, volgens professor Richard F. Thompson—behels etlike verskillende funksies van die brein. Die meeste studente van die brein onderskei tussen twee soorte geheue, verklarende en metodegerigte geheue. Metodegerigte geheue behels vaardighede en gewoontes. Daarenteen behels verklarende geheue die bewaring van feite. The Brain—A Neuroscience Primer beskryf geheueprosesse volgens die tyd wat dit duur: uiterskorttermyngeheue, wat net ongeveer 100 millisekondes hou; korttermyngeheue, wat ’n paar sekondes duur; aktiewe geheue, wat onlangse ondervindinge bewaar, en langtermyngeheue, wat mondelinge materiaal bevat wat herhaal is en motoriese vaardighede wat geoefen is.
Een moontlike verduideliking vir langtermyngeheue is dat dit met aktiwiteit in die voorste deel van die brein begin. Die inligting wat vir langtermyngeheue gekies word, beweeg as ’n elektriese impuls na ’n deel van die brein wat as die hippokampus bekend staan. Hier vergroot ’n proses wat langtermynpotensiëring genoem word die neuron se vermoë om boodskappe aan te stuur.—Sien die venster “Hoe die gaping oorbrug word.”
’n Ander teorie oor geheue is afkomstig van die gedagte dat breingolwe ’n sleutelrol speel. Die voorstanders hiervan glo dat gereelde trillings van die brein se elektriese bedrywigheid, amper soos die maatslag van ’n trom, help om herinneringe saam te bind en die oomblik te beheer wanneer verskillende breinselle geaktiveer word.
Navorsers glo dat die brein verskillende aspekte van herinneringe in verskillende plekke bewaar en dat elke konsep verbind word aan die deel van die brein wat daarin spesialiseer. Party dele van die brein dra beslis tot ons geheue by. Die amigdala, ’n klein amandelgrootte groepie senuselle na aan die breinstam, verwerk herinneringe in verband met vrees. Die basale ganglia-gebied is op gewoontes en fisiese vaardighede gerig, en die serebellum, wat aan die onderkant van die brein geleë is, konsentreer op aangeleerde vaardighede en reflekse. Daar word geglo dat balansvaardighede—wat ons byvoorbeeld nodig het om fiets te ry—hier bewaar word.
Ons kykie na hoe die brein werk, het noodwendig sekere besonderhede van ander merkwaardige funksies uitgelaat, soos sy vermoë om tyd te hou, om taal aan te leer, sy ingewikkelde motoriese vaardighede en die manier waarop die brein die liggaam se senustelsel en vernaamste lewensorgane reguleer en pyn verwerk. Wat nog ontdek moet word, is sy chemiese boodskappers wat met die immuunstelsel kommunikeer. “Dit is so ongelooflik ingewikkeld”, sê die neurowetenskaplike David Felten, “dat ’n mens wonder of daar enige hoop is dat dit ooit verstaan sal word.”
Hoewel baie van die brein se raaisels nog nie opgelos is nie, voorsien hierdie merkwaardige orgaan ons van die vermoë om te dink, te peins en te onthou wat ons alreeds geleer het. Maar hoe kan ons die brein ten beste benut? Ons slotartikel in hierdie reeks voorsien ’n antwoord.
[Venster/Prente op bladsy 8]
HOE DIE GAPING OORBRUG WORD
Wanneer ’n neuron geprikkel word, beweeg ’n senu-impuls langs die akson van die neuron af. Wanneer dit die sinapsbol bereik, laat dit klein bolletjies (sinapsblasies), wat elk duisende molekules met senuoordragstof bevat en in die bol is, saamsmelt met die bol se oppervlak en stel dit die senuoordragstof oor die sinaps vry.
Deur middel van ’n ingewikkelde stelsel van sleutels en slotte maak die senuoordragstof toevoerkanale in die volgende neuron oop en toe. Gevolglik vloei elektries gelaaide deeltjies in die teikenneuron in en veroorsaak dit bykomende chemiese veranderinge wat óf ’n elektriese prikkel daar afgee óf verdere elektriese aktiwiteit beperk.
’n Verskynsel wat langtermynpotensiëring genoem word, vind plaas wanneer neurone gereeld gestimuleer word en senuoordragstowwe oor die sinaps vrystel. Party navorsers glo dat dit die neurone nader aan mekaar trek. Ander beweer dat daar getuienis is dat ’n boodskap teruggevoer word van die ontvangneuron na die oordragneuron. Dit veroorsaak weer chemiese veranderinge wat nog meer proteïene vervaardig om as senuoordragstowwe te dien. Dit versterk dan die band tussen die neurone.
Die veranderende verbindings in die brein, die vormbaarheid daarvan, gee aanleiding tot die uitdrukking: “Gebruik dit of verloor dit.” As ’n mens dus iets in jou geheue wil bewaar, sal dit help om dikwels daaraan te dink.
Akson
’n Seindraende vesel wat neurone verbind
Dendriete
Kort, veeltakkige verbindings wat neurone verbind
Neuriete
Wortelagtige uitsteeksels van die neuron. Daar is twee hooftipes—aksons en dendriete
Neurone
Senuselle. Die brein het ongeveer 10 miljard tot 100 miljard neurone, “wat elk aan honderde, soms duisende, ander selle verbind is”
Senuoordragstowwe
Chemiese stowwe wat ’n senusein oor die so genoemde sinapsgaping neem tussen ’n oordragsenusel, of ’n neuron, en ’n ontvangsel
Sinaps
Die gaping tussen twee neurone of senuwees, waar die impuls van die een na die ander oorgaan
[Erkennings]
Gebaseer op The Human Mind Explained, deur professor Susan A. Greenfield, 1996
CNRI/Science Photo Library/PR
[Venster/Prente op bladsy 9]
VERMOËNS WAT DIE MENS ANDERS MAAK
Gespesialiseerde gebiede van die brein wat as taalsentrums bekend staan, voorsien mense van merkwaardige kommunikasievaardighede. Dit lyk of wat ons wil sê, georganiseer word deur die gebied van die linkerbreinhemisfeer wat as die Wernicke-gebied (1) bekend staan. Dit kommunikeer met die Broca-gebied (2), wat taalreëls toepas. Impulse bereik daarna die nabygeleë motoriese gebiede wat gesigspiere beheer en ons help om gepaste woorde te vorm. Daarbenewens verbind hierdie gebiede met die brein se visuele stelsel sodat ons kan lees; met die gehoorstelsel sodat ons kan hoor, verstaan en kan reageer op wat ander vir ons sê, asook met ons geheuebank om waardevolle gedagtes te bewaar. “Wat mense werklik van ander diere onderskei”, sê die studiegids Journey to the Centres of the Brain, “is hulle vermoë om ’n ongelooflike verskeidenheid vaardighede, feite en reëls aan te leer, nie net oor fisiese dinge in die wêreld om hulle nie, maar veral oor ander mense en hulle gedrag.”
[Prente op bladsy 7]
Verskillende dele van die brein verwerk kleur, fatsoen, kante asook vorm en neem ook beweging waar
[Erkenning]
Parks Canada/J. N. Flynn