jouw wetenschapsgids in de hoofdstad

jouw wetenschapsgids in de hoofdstad

Met welke hersengebieden spreken we?

De hersenen zijn het meest complexe orgaan van het menselijk lichaam. Dankzij onze hersenen kunnen we dan ook denken, voelen, spreken … Maar welke hersengebieden nu precies van belang zijn voor het begrijpen en produceren van taal is een moeilijke vraag, die vele onderzoekers al jaren bezighoudt. VUB-onderzoekster Elke De Witte leidt ons rond in de wereld van de neurolinguïstiek.

Hoe het allemaal begon: Tan Tan

afasie2-300x300Lang geleden ontdekte de Franse arts Paul Pierre Broca (1824-1880) het zogenaamde ‘spraakcentrum’ in de hersenen toen hij de hersenen van zijn overleden patiënt Leborgne onderzocht. Leborgne kreeg tijdens zijn leven de bijnaam Tan Tan omdat hij door een letsel in een deel van de linker frontale hersenkwab enkel nog het woord Tan kon produceren. Dit hersengebied werd naar Broca genoemd (het centrum van Broca of het motorische spraakcentrum). Volgens Broca spraken alle rechtshandigen met de linker hersenhelft en de linkshandigen met de rechter hersenhelft. De Duitse anatoom Carl Wernicke (1848-1905) identificeerde dan later het sensorisch spraakcentrum,belangrijk voor het begrijpen van taal, in de linker temporale regio en dit werd het Wernicke gebied gedoopt.

 

Huidige technologieën: fMRI en DTI

fMRI1-300x118Ondertussen weten we dat het niet zo eenvoudig is en dat taal niet enkel in het linker Broca en Wernicke hersengebied wordt gelokaliseerd. In de loop der jaren werd onderzoek bij overleden patiënten aangevuld met hersenonderzoek bij levende personen. Dankzij de snel evoluerende technologie kunnen wetenschappers met behulp van beeldvormingstechnieken onderzoeken welke hersenregio’s betrokken zijn bij het uitvoeren van bepaalde taaltaken. Bij functionele magnetische resonantie (fMRI) bijvoorbeeld ligt de testpersoon onder een hersenscanner en voert dan een taaltaak uit (bijv. het zoeken van werkwoorden bij zelfstandige naamwoorden). Zo’n hersenscan laat dan zien welke hersenzones geactiveerd werden bij de taaltaak door ze op te lichten.  Deze onderzoeken toonden aan dat de opgelichte hersenzones  verschillen per persoon en dat taal verspreid is over een groter netwerk van hersenregio’s. Bij 97% van de rechtshandigen is effectief de linker hersenhelft dominant voor taal, maar bij 70% van de linkshandigen is dit ook het geval.  Bovendien spelen niet alleen hersenregio’s een rol, maar ook de dieper gelegen banen die deze hersenregio’s verbinden met elkaar zijn belangrijk voor goede taalfuncties. Diffusion tensor imaging (DTI) is een techniek die de onderliggende hersenbanen kan visualiseren. Zo kunnen niet alleen hersenletsels in een bepaalde hersenregio maar ook disconnecties van de hersenbanen taalproblemen (afasie) veroorzaken.

Wakkere hersenchirurgie

Waarom willen we nu zo graag die taalcentra in de hersenen lokaliseren? Het is niet alleen interessant, maar kan ook van cruciaal belang zijn.

elkeipad-300x226Bij patiënten die een operatie ondergaan om een hersentumor te verwijderen, wil de chirurg de exacte locatie van de taalfuncties kennen om te vermijden dat de patiënt na de operatie niet meer kan spreken als deze hersengebieden verwijderd worden. Aan de hand van de eerder genoemde fMRI techniek kunnen artsen een schatting maken van de locatie van deze taalzones, maar deze techniek is niet nauwkeurig genoeg. Gezien enkele millimeters voor een hersenchirurg bepalend kunnen zijn, willen we dus exact weten welke hersenregio’s essentieel zijn voor taal. Hiervoor gebruikt men de direct elektrische stimulatie techniek waarbij de patiënt wakker wordt gemaakt tijdens de operatie. Met behulp van pijnloze elektrische stroomstoten schakelen neurochirurgen tijdens een wakkere ingreep tijdelijk kleine gebieden hersenweefsel rondom de tumor uit, terwijl de patiënt taaltaken uitvoert, zoals het benoemen van plaatjes. Wanneer de patiënt een taalfout maakt na zo’n stimulatie, wordt dit gemeld en markeert de neurochirurg op een kaart het gestimuleerde hersengebied als essentieel voor taal en dus onveilig. Op basis van deze kaart kan een route bepaald worden waarlangs de tumor veilig kan worden verwijderd. Deze techniek werd al toegepast in 1874 op een grove manier, maar leert ons tegenwoordig veel bij over taal en de hersenen.

Wist je dat… je hersenen geen pijn voelen? Hersencellen zijn niet in staat om zelf prikkels waar te nemen die van buiten het lichaam komen. Daarvoor zijn zintuigcellen nodig die een zenuw aangeven om een prikkel door te sturen naar de hersenen, waar alle info wordt verwerkt. Maar zonder die zintuigcellen worden onze hersenen geen prikkels gewaar. Dit zorgt ervoor dat chirurgen een ingreep bij de hersenen kunnen uitvoeren met plaatselijke verdoving.

We kunnen dus besluiten dat er geen eenduidig antwoord is op de vraag ‘Met welke hersengebieden spreken we? Taal is zeker niet het product van enkele hersengebieden, maar is eerder georganiseerd in een breed netwerk van hersengebieden verbonden via verschillende hersenbanen. Vele vragen wachten nog op een antwoord. To be continued ..

 Meer weten over het brein? Op zondag 23 november is het Dag van de Wetenschap en die staat volledig in het teken van het brein!