hoe en waarom denken en handelen Mensen op de manieren die wij doen? Om deze vraag te beantwoorden, hebben Dr Paul Badcock en zijn collega ‘ s onlangs een theorie van het menselijk brein voorgesteld die bewijs combineert uit evolutionaire en ontwikkelingspsychologie, neurowetenschappen en biologie. Deze theorie stelt dat het menselijk brein een complex adaptief systeem is, samengesteld uit relatief gespecialiseerde en domein-algemene structuren die samenwerken om adaptieve reacties op de omgeving te genereren. Hun hiërarchisch mechanistische Mind (HMM) model brengt ons dichter bij een uitgebreid begrip van de hersenen.Het verlangen om het grootste raadsel van ons allen te begrijpen – onze eigen geest – is de drijvende kracht geweest achter vele wetenschappelijke inspanningen, die hebben geleid tot de ontwikkeling van theorieën en experimenten gericht op het verklaren van de mechanica van het menselijk zijn. Menselijke gedachten, gevoelens en gedragingen zijn geworteld in de hersenen, waar een complex netwerk van cellen informatie ontvangt uit de interne en externe omgeving, die deze informatie transformeert in onze ervaring van onszelf, de wereld om ons heen, en onze relaties ermee. Het spreekt vanzelf dat de manier waarop dit gebeurt nog steeds wordt onderzocht.

ten opzichte van de voorgaande jaren is de 21e eeuw getuige geweest van een enorme vooruitgang in ons begrip van het brein. Het onderzoek is natuurlijk nog steeds gaande, zij het nu oecumenischer dan ooit – het samenbrengen van gebieden die al lang verdeeld zijn. Op het snijvlak van de vooruitgang in synthetisch, interdisciplinair onderzoek, heeft de groep onder leiding van Dr.Paul Badcock onlangs een model van het brein voorgesteld dat belangrijke paradigma ‘ s uit psychologie, neurowetenschappen en biologie samenbrengt om uit te leggen waarom en hoe we denken en handelen op de manier die we doen. Hun hypothese, genaamd de hiërarchisch mechanistische geest (HMM), combineert twee gevestigde beweringen. De eerste bewering, geformuleerd door Dr.Badcock ’s collega, Professor Karl Friston, stelt dat het menselijk brein een hiërarchische’ voorspellingsmachine ‘ is die ernaar streeft zijn model van de wereld te verbeteren door adaptieve cycli van waarneming en actie te genereren die synergetisch werken om onze onzekerheid over het milieu te verminderen. De tweede bewering, gebaseerd op Tinbergen ‘ s beroemde vier vragen in de ethologie, stelt voor dat om menselijke gedachten en gedragingen te begrijpen, hypothesen moeten worden ontwikkeld en getest over meerdere niveaus van analyse in de psychologische wetenschap. Met andere woorden, onderzoekers die psychologische eigenschappen proberen uit te leggen, zouden moeten proberen te begrijpen waarom een bepaalde eigenschap adaptief zou kunnen zijn, samen met hoe het voortkomt uit de dynamische wisselwerking tussen evolutionaire, ontwikkelings-en real-time mechanistische processen.

de manier waarop de hersenen zijn bedraad
de HMM is gebaseerd op het idee dat de hersenen zijn samengesteld uit verschillende componenten die verschillende functies hebben en die informatie uitwisselen op een hiërarchische, geïntegreerde manier. Er zijn bijvoorbeeld delen van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor het verwerken van zintuiglijke stimuli en het controleren van bepaalde soorten bewegingen, terwijl andere delen van de hersenen, zoals de prefrontale cortex, informatie integreren en handelen die elders wordt verwerkt om uitvoerende beslissingen te genereren. Kleinere, meer gespecialiseerde elementen worden ingekapseld in grotere elementen voor gecombineerde functionaliteit, handelend in een soort hiërarchie die afhankelijkheden tussen structuren creëert. Deze architectuur wordt gekenmerkt door twee soorten verwerking: gespecialiseerde functionele verwerking die plaatsvindt over een korte afstand, binnen een dichte, gerichte neurale regio; gecombineerd met een globale, functionele integratie die plaatsvindt over langere afstanden tussen structuren. Met andere woorden, onze gedachten, gevoelens en handelingen worden bepaald door de complexe, lange-afstands integratie van gelokaliseerde processen, die worden gecreëerd door gespecialiseerde populaties van cellen die verbonden zijn met andere regio ‘ s die elk verschillende functies vervullen.

bewijs voor deze architectuur
het idee dat de hersenen zijn opgebouwd uit verschillende, maar samenwerkende componenten is al lang erkend en wordt ondersteund door uitgebreide empirische ondersteuning. Rapporten die de resultaten van neuroimaging data samenvatten, bieden een duidelijke ondersteuning voor het continuüm tussen domeinspecifieke en domeinalgemene processen in de hersenen, waaruit blijkt dat individuele neurale regio ’s verschillende functies vervullen en interageren met verschillende regio’ s in verschillende contexten, afhankelijk van de eisen van de taak die bij de hand is. Verder onderzoek heeft aangetoond dat een neuraal netwerk kan worden weergegeven als een verzameling van knooppunten en randen, die voor hersenstructuren en hun verbindingen staan. Structurele en functionele connectiviteitsstudies hebben aangetoond dat elke hersenstructuur deel uitmaakt van een duidelijk netwerk van hiërarchische verbindingen met andere neurale structuren, waardoor de hersenen de delicate balans tussen lokale, gespecialiseerde verwerking en globale hersenfunctie kunnen optimaliseren. Met name, dierlijke studies hebben ook aangetoond dat een hiërarchische structuur een karakteristieke eigenschap van de zoogdierhersenen is.

hoe en waarom denken en handelen Mensen op de manier die wij doen?

de werking van de hersenen
het sterkste bewijs ter ondersteuning van de voorgestelde hersenarchitectuur komt van voorspellende coderingsbenaderingen in de neurowetenschappen, naast studies gebaseerd op de grafentheorie in de netwerkneurowetenschappen. Dit geeft een functionele verklaring van de hiërarchische structuur van de hersenen. Meer specifiek stelt het predictive coding paradigma voor dat de hersenen een inferentiemachine zijn, die zijn voorspellingen over de wereld probeert te verbeteren door discrepanties te verminderen tussen wat het verwacht en wat het ervaart. Volgens dit perspectief belichaamt het brein letterlijk een hiërarchie van hypothesen over de wereld, gebaseerd op evolutionaire imperatieven en experiëntiële, aangeleerde observaties, waarvan wordt gedacht dat ze gecodeerd zijn door gespecialiseerde, diepe piramidale cellen. De hersenen bevatten ook informatie over voorspellingsfouten, gecodeerd door oppervlakkige piramidale cellen, die worden gebruikt om verwachtingen op een bottom-up manier te herzien. De relatieve invloed van dalende voorspellingen versus oplopende foutsignalen wordt verfijnd door hun ‘precisie’, die voortvloeit uit cognitieve processen zoals attentionele selectie en zintuiglijke verzwakking die ervoor zorgen dat individuen niet voortdurend registreren en reageren op alle stimuli die ze ontvangen.

de oorsprong van de hersenen
de evolutionaire systeemtheorie waarop het HMM berust, stelt dat de hersenen een complex adaptief systeem zijn dat voortkomt uit de invloed van selectie op de dynamiek van menselijke fenotypen over verschillende tijdschalen. Primitieve, zeer gespecialiseerde regio ‘ s die de laagste lagen van de corticale hiërarchie bezetten zijn ontstaan uit de invloed van natuurlijke selectie in de evolutionaire tijd; epigenetische invloeden en culturele evolutie vormen de neurale dynamiek in generaties; individuele verschillen in neurale vorm en functie ontstaan in de loop van de ontwikkeling; en verschillende patronen van cognitie en gedrag ontstaan uit neurale mechanismen die flexibel reageren op verschillende contexten. Aan de ene kant betekent dit dat de hersenen oude, relatief ‘domeinspecifieke’ gebieden omvatten die aanpassingen weerspiegelen die door natuurlijke selectie zijn gekanaliseerd; aan de andere kant bestaat het uit relatief recente, sterk geïntegreerde of ‘domain-general’ netwerken die zeer plastic zijn, gevoelig voor ontwikkelingsveranderingen, en ons in staat stellen om te leren over, en flexibel te reageren op, onze steeds veranderende omgevingen. Op deze manier werken evolutie en ontwikkeling samen om onze neurocognitieve voorspellingen over de wereld te verfijnen en bij uitbreiding ons vermogen te verbeteren om onze onzekerheid of verrassing te verminderen.

de HMM en depressie

Badcock ‘ s groep heeft dit model toegepast op depressie, te beginnen met depressie als een adaptieve eigenschap te beschouwen. Ter illustratie, Dr. Badcock ‘ s groep heeft de HMM toegepast op depressie, te beginnen door onze capaciteit voor depressieve stemmingen te beschouwen als een adaptieve eigenschap. Hoewel ze erkennen dat depressie een heterogene aandoening is die het gevolg is van een reeks oorzaken, stellen ze voor dat de milde tot matige niveaus van depressieve stemming die we allemaal van tijd tot tijd ervaren, breed kunnen worden beschreven als een adaptieve eigenschap die optreedt wanneer individuen bijzonder kwetsbaar zijn voor negatieve sociale resultaten, zoals afwijzing, nederlaag of verlies. Hier Putten zij uit breed opgezet bewijs dat aan alle vier Tinbergen ’s vragen voldoet om te suggereren dat depressie een geëvolueerde,’ risicomijdende ‘ strategie weerspiegelt die adaptief reageert op schadelijke sociale omstandigheden
(bijvoorbeeld uitsluiting) door de kans op onvoorspelbare interpersoonlijke uitwisselingen tot een minimum te beperken. Het bereikt deze geëvolueerde functie door adaptieve veranderingen in perceptie te veroorzaken, zoals het verhogen van iemands gevoeligheid voor sociale risico ‘ s, en actie, zoals sociale terugtrekking en hulp zoeken. Het basisidee is dat depressie onze onzekerheid over de sociale wereld vermindert door ervoor te zorgen dat we ons gedragen op manieren die steun aantrekken en conflicten of onaangename verrassingen vermijden. Zoals voorspeld door de HMM, is er uitgebreid onderzoek om aan te tonen hoe deze depressieve toestand afhankelijk is van hiërarchische interacties tussen verschillende gebieden in de hersenen, waarvan vele verantwoordelijk zijn voor het verwerken van sociale dreiging en beloning.

vooruitblikkend
terwijl het HMM een stap is in de richting van de integratie van bestaande kennis in een uitgebreide theorie die het meest complexe systeem dat de mens kent verklaart, is de ontwikkeling ervan nog maar net begonnen. De wetenschappelijke waarde van deze theorie hangt uiteindelijk af van de hypothesen en bewijzen die ze genereert. Centraal in het HMM staat de noodzaak om toetsbare hypothesen te ontwikkelen die inzichten over de veelzijdige subdisciplines van de psychologie met theorieën en methoden uit de neurowetenschappen samenbrengen. Het overbruggen van deze transdisciplinaire divisies is al lang een uitdaging, maar Dr.Badcock en zijn collega ‘ s hopen dat hun model een nieuwe basis legt om op te bouwen.