hersenen-2

Stel, je zou onze hersenen zien als een computer: hoeveel processen zijn er dan actief om een taak uit te voeren? Wetenschappers hebben het antwoord gevonden met dank aan een fMRI-scanner.

Wetenschapper Harris Georgiou van de universiteit van Athene gebruikte een fMRI-scanner (functionele MRI) om te zien hoeveel hersenactiviteit er is als een persoon een taak uitvoert. Actieve hersengebieden verbruiken meer zuurstof. Een fMRI-scanner meet de hoeveelheid zuurstof en vertaalt dit naar een handige kaart.

Biologische computer
Het brein is een complexe biologische ‘computer’, die bestaat uit honderd miljard neuronen. Ieder neuron heeft 10.000 verbindingen met zijn buren. En dat past allemaal in een gemiddelde slagroomtaart en draait op 20 watt. Probeer zo’n complexe computer maar eens te draaien op 20 watt, dat gaat je niet lukken.

Voxels
Maar hoeveel processen draaien er tegelijkertijd in het brein? Om dit te meten werd het brein verdeeld in blokjes van vijf kubieke millimeter per stuk, zogenoemde voxels. Het volledige brein kan worden vastgelegd in een driedimensionaal grid van 60 bij 60 bij 30 voxels. Vervolgens liet Georgiou zijn proefpersonen makkelijke en moeilijke taken verrichten. Zo kregen de negen proefpersonen verschillende afbeeldingen te zien en moesten ze proberen om twee dezelfde afbeeldingen te herkennen.

Deze 3D-grafiek laat zien welke processen er draaien.

Deze 3D-grafiek laat zien welke processen er draaien.

Vijftig processen
Wanneer het brein echt aan het werk wordt gezet, dan staan er vijftig verschillende processen open in je hoofd. Het gaat dan om een taak waarbij ook de rest van het lichaam wordt gebruikt, bijv. de linkerhand optillen wanneer er een rode doos op het televisiescherm verschijnt en de rechterhand optillen wanneer er een groene doos verschijnt. Voor het eerder genoemde experiment met verschillende afbeeldingen zijn minder processen nodig.

Leven we straks ín een computer?
Dit is enorm interessant, want deze informatie gebruiken wetenschappers om in de toekomst ‘slimme’ computers te bouwen. Hoewel een voxel uit drie miljoen neuronen bestaat met duizenden verbindingen per neuron, hebben de beste neuromorfische chips ‘slechts’ één miljoen kunstmatige neuronen met slechts 256 verbindingen. Er moet dus nog veel verbeterd willen we ooit ín een computer gaan leven.