Line-scanning: een brug tussen invasieve elektrofysiologische experimenten in dieren en non-invasieve fMRI in mensen
Directe visuele input verwerken we vooral in de middelste hersenlagen, en contextuele input in de bovenste en diepste lagen. Jurjen Heij ontdekte hoe verschillende hersenlagen samenwerken en gebruikte daarvoor een nieuw soort MRI-techniek.
“Ons brein verwerkt informatie door signalen uit de zintuigen en uit de omgeving te combineren,” zegt Heij. “Dat gebeurt op verschillende niveaus in de hersenschors: van individuele hersencellen tot grote hersengebieden die samenwerken. Maar hoe precies was nog onduidelijk. Traditionele MRI-methoden geven inzicht in hersenactiviteit, maar missen details over hoe signalen binnen hersenlagen bewegen. Voor dit onderzoek gebruikte ik daarom een nieuwe MRI-techniek, line-scanning fMRI, die hersenactiviteit met ongekende precisie in kaart brengt.
“Door gerichte visuele prikkels te gebruiken onderzocht ik hoe de visuele cortex zintuiglijke en contextuele informatie verwerkt en combineert. De resultaten laten zien dat directe visuele input vooral in de middelste lagen wordt verwerkt, terwijl contextuele informatie zowel in de bovenste als de diepste lagen zichtbaar is. Dit inzicht helpt beter te begrijpen hoe het brein waarneming organiseert.
“In mijn proefschrift beschrijf ik methoden om deze techniek te verfijnen en toe te passen op verschillende hersengebieden. Zo kunnen we hersenprocessen beter begrijpen en mogelijk in de toekomst diagnostiek en behandelingen verbeteren. De techniek kan ook bijdragen aan onderzoek naar hersenaandoeningen als depressie, waarbij subtiele veranderingen in de hersenen een rol spelen.”
Kloof verkleinen met invasief dieronderzoek
“Dit onderzoek bouwt voort op eerdere dierstudies die met invasieve methoden de rol van verschillende hersenlagen in visuele verwerking hebben onderzocht. Onze methode maakt het mogelijk om deze inzichten op een niet-invasieve manier bij mensen te toetsen -en bevestigen in dit geval- waardoor een brug wordt geslagen tussen diermodellen en menselijke neuroimaging.
“Als we zo de kloof kunnen verkleinen tussen invasieve dierexperimenten en menselijke fMRI-onderzoeken, kunnen we bevindingen uit dierenmodellen beter vertalen naar de mens. Dat opent de deur naar nieuwe toepassingen in neurowetenschappelijk en klinisch onderzoek, en bijvoorbeeld het beter begrijpen van hersenaandoeningen waarbij sensorische verwerking is verstoord, zoals schizofrenie of autisme.”
Meer informatie over het proefschrift
