Hersengebieden werken samen om informatie over beloningen en handelingen the integreren
Omzetting van doelen in plannen en handelingen.
Iedereen heeft dagelijks te maken met situaties waar de handelingen die ze uitvoeren bepaald worden door hun doel en de context waarin ze zich bevinden. Stel je voor dat je je favoriete chocolate ziet liggen. Om dit lekkers te bemachtigen (je doel) is het belangrijk te weten of je het direct mag nuttigen - bijvoorbeeld wanneer het bij een vriend op tafel staat. Het kan ook zijn dat je het moet kopen, zoals wanneer je het in de supermarkt ziet liggen. De context (vriend of supermarkt) kan dus in belangrijke mate bepalen wat de regels zijn om je beloning (de chocolade) te kunnen krijgen. Bovendien zullen ook je acties afhankelijk zijn van de situatie. In het ene geval pak je een paar stukjes chocolade en zul je je vriend hiervoor bedanken terwijl je in de supermarkt naar de kassa loopt om te betalen voor je een stuk chocolade eet.
Hersengebieden die doelen, plannen en handelingen verwerken
We weten dat er gebieden in het brein zijn die zich specialiseren in het verwerken van specieke soorten informatie. Zo helpen beloningsgebieden ons te achterhalen wat het is dat we graag willen hebben (de chocolade), terwijl cognitieve hersengebieden ons helpen bij het aanpassen aan de regels die bij de context horen. Motorische herengebieden zorgen er op hun beurt weer voor dat we de uiteindelijke handelingen uitvoeren (zoals naar de kassa lopen). Voorheen werd gedacht dat gebieden met gelijke functie met elkaar communiceren, en dat tussen functioneel verschillende gebieden geen communicatie bestond. Er zou dan een intern communicerend netwerk van beloningsgebieden zijn,dat niet communiceeert met het netwerk van gebieden wat zich met cognitieve processen (zoals regels en context) bezighouden. Dat kon echter niet verklaren hoe we informatie over beloningen en context kunnen integreren om uiteindelijk context-specifieke handelingen uit te voeren. Kortom, om dit soort complex gedrag te realiseren moet het motorische netwerk weten wat het plan is, gebaseerd op het doel en de context.
Veel psychiatrisch stoornissen zoals verslaving of schizofrenie gaan gepaard met verstoorde signaaloverdracht in hersennetwerken. Bovendien gaan deze stoornissen vaak gepaard met gedrag dat niet past bij de context waarin mensen zich bevinden, of met handelingen die niet leiden tot het meest wenselijke doel. Om te begrijpen hoe deze verstoringen tot stand komen en verholpen kunnen worden moeten we eerst achterhalen hoe gedrag in gezonde mensen tot stand komt.
Onderzoeksvraag: vindt er informatieoverdracht plaats van het beloningsnetwerk naar het motorische netwerk?
Om deze vraag te beantwoorden vroegen we gezonde mensen naar het onderzoekscentrum te komen voor een hersenscan. Tijdens deze MRI scan speelden de deelnemers een computerspel waarbij geld verdiend konden worden door een correcte keuze te maken tussen twee knoppen. Echter, de regels van het computerspel veranderden regelmatig. De deelnemers moesten informatie op het scherm gebruiken om steeds volgens de nieuwste regel te spelen. Op deze manier konden we meten waar in het brein informatie over het geld verwerkt werd en waar hersenactiviteit zichtbaar was wanneer deelnemers op basis van de correcte regel op een knop drukten.
Nadat we deze ‘normale’ hersenactiviteit bepaald hadden, gebruikten we hersenstimulatie (Transcraniële Magnetische Stimulatie; TMS) om de signaaloverdracht in een belangrijk beloningsgebied te verstoren. Vervolgens maakten we weer een hersenscan om te kijken waar in het brein deze verstoring effect had. Het idee hierachter was als volgt: Als signaaloverdracht alleen binnen een netwerk plaatsvindt, dan zullen effecten van de stimulatie van een beloningsgebied alleen in andere beloningsgebieden te zien zijn, en niet in motorishe gebieden. Echter, als signalen uit het beloningsnetwerk naar een ander netwerk overgedragen kunnen worden, dan zouden de effecten van de hersenstimulatie ook in het motorische netwerk zichtbaar moeten zijn. Dat laatste is precies wat we vonden: Na stimulatie van het beloningsgebied zagen we een verandering in hersenactiviteit in het gebied dat betrokken is bij het uitvoeren van de handeling (het motorisch gebied).
Dit werk bevestigt dat communicatie tussen functioneel verschillende netwerken belangrijk is bij het uitvoeren van complexe taken.
Written by Mieke van Holstein. The original paper has been publlished in Scientific reports.