Als kind leren we taal en lezen in een rap tempo. Op latere leeftijd gaat het aanleren van nieuwe vaardigheden trager, maar we lossen complexe problemen op door te putten uit routines en ervaring.
Het voelt bijna alsof we compleet verschillende hersenen hebben in verschillende levensfasen, en dat is ook zo. Volgens een grote nieuwe analyse van duizenden hersenscans wordt het netwerk van hersenverbindingen gedurende het leven meerdere keren gereorganiseerd.
‘Het hersennetwerk ontwikkelt zich niet gelijkmatig – het verandert op belangrijke keerpunten,’ concludeert neurowetenschapper Alexa Mousley, die het onderzoek uitvoerde.
De hersenen ontwikkelen zich niet in een vloeiende curve die eerst steil omhoog gaat en dan gestaag omlaag, zoals eerder vaak gedacht. Ze hebben vier cruciale omslagpunten die op specifieke leeftijden optreden. En het goede nieuws is dat één bepaald type intelligentie gedurende het hele leven toeneemt.
Hersenen passen zich aan levensfasen aan
Het menselijk brein bevat 80 à 100 miljard zenuwcellen – neuronen – die elk duizenden verbindingen kunnen vormen met andere zenuwcellen.
Samen vormen deze verbindingen, synapsen, een enorm netwerk – maar dat netwerk verandert aanzienlijk gedurende het leven.
Tijdens de puberteit vindt er bijvoorbeeld een uitgebreid opruimproces plaats, waarbij de minst gebruikte verbindingen geleidelijk worden verwijderd. Deze pruning zorgt voor een slanker netwerk dat zowel gespecialiseerder als efficiënter is.
Onze resultaten duiden erop dat de structurele hersennetwerken zich niet gelijkmatig ontwikkelen gedurende het leven.
ALEXA MOUSLEY NEUROWETENSCHAPPER, UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
De onderzoekers kunnen niet alleen meten dat hersennetwerken gedurende het leven veranderen, ze kunnen ook zien dat de manier waarop we denken verandert. Psychologen maken vaak onderscheid tussen twee soorten intelligentie.
Vloeiende intelligentie is het vermogen om snel nieuwe problemen te analyseren, patronen te zien en abstract te denken, en is meestal het sterkst in de puberteit en vroege volwassenheid. Gekristalliseerde intelligentie is gebaseerd op ervaring, kennis en woordenschat en kan zich tot op hoge leeftijd blijven ontwikkelen.
Vanwege het verbreken van zenuwverbindingen in de puberteit en de ontwikkeling van intelligentie dachten wetenschappers tot nu toe dat de hersenprestaties snel opgebouwd werden, op jongere leeftijd piekten en daarna langzaam afnamen. Maar Alexa Mousleys nieuwe studie van het hersennetwerk duidt erop dat het veel genuanceerder ligt. Ze schetst een beeld van een brein dat zich voortdurend reorganiseert om zich aan te passen aan de verschillende levensfasen.
‘Er is niet één “goede” of “slechte” manier waarop de hersenen georganiseerd kunnen zijn – de context, de levensfase dus, is altijd belangrijk,’ zegt Mousley, verbonden aan de University of Cambridge, tegen Wetenschap in Beeld.
We ervaren vier keerpunten
Om de veranderingen in de hersenen te onderzoeken, analyseerden Mousley en haar collega’s duizenden hersenscans van mensen van alle leeftijden – van kinderen tot mensen van ver in de 80. De scans waren in de loop der jaren door veel verschillende onderzoeksgroepen verzameld, maar in plaats van ze afzonderlijk te bestuderen, bracht Mousley ze samen en analyseerde ze op een nieuwe manier.
Haar uitgangspunt was dat de hersenen functioneren als een netwerk van gespecialiseerde gebieden. Sommige zijn belangrijk voor taal, andere voor beweging, zicht, geheugen of emotie, maar in de praktijk werken deze functies bijna nooit alleen. De eerdere studies hadden de hersenen gescand en de witte zenuwbanen die de gebieden met elkaar verbinden in kaart gebracht. Mousley analyseerde de verbindingen wiskundig met behulp van methoden uit het netwerkonderzoek, die bijvoorbeeld ook worden gebruikt om de structuur van sociale netwerken of het internet te bestuderen.
Hierdoor kon ze de hersenen be schrijven als een hiërarchie van netwerken. Sommige verbindingen blijven binnen één gebied en ondersteunen de functie daarvan, zoals het verwerken van visuele indrukken of emotionele signalen. Op het volgende niveau vormen zich netwerkjes tussen twee of meerdere regio’s die nauw samenwerken. Deze kleinere netwerken zijn op hun beurt verbonden in grotere systemen, waar informatie wordt verzonden tussen veel verschillende hersenengebieden. Sommige regio’s dienen als knooppunten waar veel verbindingen samenkomen en worden verdeeld naar andere gebieden.
Door de netwerken te analyseren kun je onder andere meten hoe verdeeld de hersenen zijn in meer gespecialiseerde modules, hoe sterk individuele regio’s geïntegreerd zijn in grote netwerken en welke gebieden als centrale knooppunten fungeren.
Toen Mousley de hersenen van de proefpersonen van verschillende leeftijdsgroepen vergeleek, kwam er een verrassend patroon naar voren. De organisatie van de hersenen veranderde niet gelijkmatig met de leeftijd, maar in duidelijke sprongen.
Het bleek dat de hersenen vijf hoofdfasen doormaken tijdens het leven. Deze worden gescheiden door vier duidelijke omslagpunten, die optreden wanneer we circa negen, 32, 66 en 83 jaar oud zijn. Dit betekent ook dat de hersenen in elke levensfase andere sterke punten hebben.
Frontale kwabben nemen het over
Mousleys onderzoek toonde aan dat de kindertijd wordt gekenmerkt door veel lokale verbindingen die de hersenen verdelen in gespecialiseerde circuits. Zo worden de hersenen zeer ontvankelijk voor leren in de vroege jaren.
Tegen het einde van de kindertijd krijgt een nieuw netwerk vorm. Er ontstaan meer verbindingen tussen regio’s die ver uit elkaar liggen, waardoor informatie zich ver kan verspreiden. Dankzij deze koppeling kan informatie van veel hersenfuncties gecombineerd worden, en dit speelt vermoedelijk een belangrijke rol voor de mentale flexibiliteit en het leervermogen die we vaak zien in de puberteit.
Begin 30 verandert het netwerk opnieuw: het wordt nog meer geïntegreerd en sommige regio’s, vooral de frontale kwabben, worden speciale knooppunten waar veel verbindingen samenkomen. Dit zorgt ervoor dat informatie snel wordt gecoördineerd tussen de hersengebieden, wat leidt tot hersenen die bijzonder efficiënt zijn in het analyseren van nieuwe situaties en het nemen van beslissingen.
Rond deze leeftijd zien psychologen vaak dat de vloeiende intelligentie piekt. Het vermogen om snel nieuwe problemen te analyseren, patronen te ontdekken en abstract te denken is dus optimaal.
Na deze fase verandert de organisatie van het netwerk nogmaals. De lange verbindingen tussen gebieden die ver uit elkaar liggen lopen terug, en het brein organiseert zich in stabielere en meer gespecialiseerde modules. Dit betekent echter niet dat de hersenen simpelweg aftakelen.
Lichaamsbeweging is goed voor de hersenen
Volgens Mousleys analyse vindt er op latere leeftijd ook een vorm van reorganisatie plaats, waarbij sommige netwerken meer gespecialiseerd en efficiënter worden voor bepaalde taken. Daarnaast spelen ervaring en kennis een steeds grotere rol – de gekristalliseerde intelligentie neemt toe.
Pas laat in het leven worden de veranderingen duidelijker beïnvloed door het verlies van verbindingen, maar zelfs dan laten de analyses zien dat de trend niet alleen maar een neerwaartse curve is. Wat de veranderingen in de hersenen aanstuurt en of we ze zelf kunnen beïnvloeden, is nog de vraag.
‘De hersenen veranderen voortdurend door een wisselwerking tussen genen en omgeving. Maar we weten niet of ervaringen of levensstijl de efficiëntie in stand kunnen houden of de fragmentatie in de hersenstructuur kunnen verminderen. Ik zou echter zeggen dat lichaamsbeweging echt goed is voor de hersenen,’ zegt Mousley.
Het onderzoek is nog jong, maar als studies ons ooit kunnen vertellen hoe levensstijl en ervaringen hersennetwerken beïnvloeden, opent dat nieuwe mogelijkheden. Wellicht moeten we het onderwijs en het werkende leven reorganiseren om het hersennetwerk in de vijf levenshoofdstukken zo goed mogelijk te ondersteunen.
LEES VERDER
Scan de code om meer artikelen over de MENS te lezen op wibnet.nl
DR. ALEXA MOUSLEY, UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
