In de hersenen onderscheiden we verschillende gebieden. Bij al onze gedachten en bij elke taak die we uitvoeren worden meerdere hersengebieden actief en wordt informatie doorgegeven van het ene naar het andere gebied. Maar welke informatie wordt nu precies uitgewisseld tussen al die gebieden? Het antwoord op deze fundamentele wetenschappelijke vraag, is van belang om te begrijpen hoe de hersenen werken en daarmee voor ons begrip van hersenziekten. Alleen als we weten welke informatie wordt uitgewisseld kunnen we begrijpen wat er als gevolg van ziekte misgaat in deze informatie-uitwisseling. Voorbeelden van ziekten waarbij de uitwisseling van informatie tussen hersengebieden hapert zijn schizofrenie en autisme. In dit project onderzoeken we de hersenen van muizen voor een beter begrip van de uitwisseling van informatie tussen hersengebieden. Hoe zorgt de wisselwerking tussen hersengebieden ervoor dat het licht dat op het netvlies valt resulteert in waarneming? Hoe beïnvloedt deze waarneming vervolgens het gedrag, dat vanuit weer andere gebieden wordt aangestuurd? Hoe kunnen we dit beeld vasthouden (onthouden) en hoe verandert de wisselwerking door leerprocessen? De informatie die binnenkomt in het oog bestaat uit veel details: informatie
over contouren, kleuren, contrasten, etc. Deze verschillende soorten informatie worden in verschillende gebieden van de visuele hersenschors verwerkt. Basale informatie, zoals de oriëntatie van een lijn, wordt verwerkt in lagere hersengebieden. In hogere gebieden worden weer andere eigenschappen verwerkt, zoals de herkenning van bepaalde vormen. In onze waarneming worden al deze beeldeigenschappen geïntegreerd. Dat veronderstelt coördinatie van de activiteit van zenuwcellen in verschillende hersengebieden. Om inzicht te verschaffen in de informatie-uitwisseling tussen hersengebieden in algemene zin onderzoeken wij hoe zenuwcellen in verschillende hersengebieden samenwerken a) tijdens de visuele waarneming en b) tijdens het plannen van bewegingen op basis van visuele informatie. Ook onderzoeken wij wat er door leerprocessen verandert in de coördinatie
van activiteit in verschillende hersengebieden. Is de informatie-uitwisseling beter of sneller na het leren van een nieuwe taak? Ons lab heeft taken ontwikkeld die inzicht bieden in visuele waarneming door muizen, alsmede in het onthouden van visuele informatie. Deze taken bieden ons de unieke mogelijkheid de interactie tussen verschillende hersengebieden in detail te bestuderen. Er zijn taken om de integratie van beeldeigenschappen te meten, taken om visueel werkgeheugen te meten en
ook taken om het aanleren van nieuw gedrag te onderzoeken. Bij deze taken kijken muizen naar een beeldscherm en geven zij respons op basis van wat zij zien.
In het project worden wetenschappelijke gegevens verzameld die bijdragen aan de fundamentele kennis over de volgende onderwerpen: 1) de interactie tussen zenuwcellen in verschillende visuele gebieden tijdens visuele taken, 2) de rol van verschillende gebieden bij de omzetting van visuele informatie in een doelgerichte beweging, 3) de veranderingen in de verbindingen tussen gebieden tijdens het leren van een nieuwe visuele taak, en 4) de rol van verschillende typen cellen in verschillende lagen van de hersenschors tijdens visuele perceptie, het activeren van het werkgeheugen, het vormen van een doelgerichte beweging en tijdens het leren. Dit project dient in eerste instantie een wetenschappelijk doel. Het is onze overtuiging dat de nieuw verworven kennis op termijn zal bijdragen aan een beter begrip van ziektebeelden waarbij de interacties tussen hersengebieden zijn verstoord, zoals schizofrenie en autisme. Ook kan de nieuw verworven kennis van belang blijken voor het maken van neuroprotheses om blinden weer te kunnen laten zien.
In dit onderzoek wordt gewerkt met muizen.