Hersenen weten al voor de slag dat de bal uit zal gaan

Een hersengebied bovenin het brein slaat alarm zodra een beweging verkeerd wordt ingezet // Daarom is correctie vaak nog mogelijk

Als een tennisser de bal bij zijn eerste opslag uit de baan slaat, is de kans groot dat zijn tweede opslag wel in is. Een geoefende tennisser voelt al tijdens het slaan van de eerste bal dat deze uit zal gaan – nog voordat hij dit daadwerkelijk ziet gebeuren.

Dit komt doordat een hersengebied bovenin het brein al alarm slaat als een verkeerde spierbeweging wordt ingezet, zo ontdekten Franse onderzoekers. Deze ‘supplementaire motorische schors’ evalueert complexe bewegingen, en houdt in de gaten of de uitvoering overeenkomt met de ingestudeerde versie. Dit alarm zorgt ervoor dat een verkeerde beweging soms tijdig kan worden aangepast.

De inschatting van het resultaat en de correctiemogelijkheid zijn mogelijkheden van dit hersengebied die tot nu toe onbekend waren, schreven de onderzoekers vorige week in Science.

Tot nu toe dachten onderzoekers dat een ander hersengebied de foutenherkenning en het aanpassen verzorgde. Een verkeerde beweging activeert namelijk ook een gebied, de ‘rostrale cingulate zone’. Hoe groter het verschil tussen de geplande en de daadwerkelijke beweging, hoe sterker het signaal in dit gebied.

Deze zone wordt echter alleen ingeschakeld na het alarmsignaal vanuit de motorische schors. Als de bal uit is of uit dreigt te gaan, of, zoals in het onderzoek, wanneer een verkeerde knop helemaal of bijna is ingedrukt. Het onderzoek is uitgevoerd bij vijf epilepsiepatiënten die een hersenoperatie ondergingen. Hun hersenen lagen bloot. Daardoor konden de onderzoekers de elektrische activiteit van de hersenen direct meten.

De deelnemers moesten een simpel taakje uitvoeren: zo snel mogelijk met hun linkerduim een toets indrukken als ze een groene stip zagen, en met hun rechterduim bij het zien van een rode. Ondertussen werden hersenactiviteit én spieractiviteit precies met elektroden gemeten. Zo was te zien welke hersengebieden foute spieractiviteit opmerken en corrigeren.

Het eerste gebied dat meteen (zo’n 150 milliseconden) na een foute spieractiviteit actief werd, was die supplementaire motorische schors. Hij vuurde het hardst na een foute reactie, iets minder hevig na een beweging die verkeerd begon maar op tijd was hersteld en gaf een klein signaal na een goede reactie.

De onderzoekers denken dat als een beweging misgaat of dreigt mis te gaan, de motorische schors de hulp inroept van gebieden die de controle over de beweging vergroten. In dit geval is dat de rostrale cingulate zone. Hoe beter een tennisser de opslag heeft geoefend, hoe minder actief dit gebied is.