De ‘bedrading’ in je hersenen is zelfs zo uniek, dat je eraan te herkennen bent.
In de 17e eeuw ontdekte de Italiaanse arts Marcello Malpighi het bestaan van unieke kenmerkende patronen en handlijnen op de vingertoppen. Dit was een baanbrekende doorbraak die leidde tot een lange en voortdurende zoektocht naar manieren om personen op unieke wijze te identificeren op basis van vingerafdrukken. Maar niet alleen de lijntjes op onze vingertoppen zijn allemaal een beetje anders. Ook het brein is van iedereen op de wereld uniek. En wel in zulke mate, dat je er zelfs aan te herkennen bent.
Hersenprint
Enkele jaren geleden vonden neurowetenschappers al interessante aanwijzingen dat ieder van ons een unieke ‘hersenprint’ heeft. “Door grafieken te vergelijken die werden gegenereerd op basis van MRI-scans van proefpersonen, waren ze in staat om een bepaald persoon in 95 procent van de gevallen correct te identificeren,” vertelt onderzoeker Enrico Amico in gesprek met Scientias.nl. “Deze identificatie werd uitsluitend gedaan op basis van zogenoemde ‘functionele connectomen’. Dit zijn in wezen een reeks getallen en geven een samenvatting van de hersenactiviteit. En toch zit er een ‘vingerafdruk’ in deze cijfers, die het mogelijk maakt om mijn hersenen te onderscheiden van die van jou.”
Het lijkt er dus op dat de manier waarop onze hersengebieden ‘met elkaar praten’ – of eigenlijk hoe sterk de verbinding tussen twee hersengebieden is – van persoon tot persoon verschilt. “Dit betekent dat het kenmerken bevat die uniek zijn voor elk van ons,” verduidelijkt Amico. En deze bedrading in je hersenen is zelfs zo uniek, dat je eraan te herkennen bent.
Verandering
Er is echter wel een groot verschil tussen de ‘vingerafdrukken’ van je hersenen en die van je vingertoppen. “Je hebt vast wel gemerkt dat je vingerafdruk in de loop van de tijd niet echt verandert,” vertelt Amico. “De vingerafdrukken van onze hersenen veranderen echter voortdurend.”
Hoe lang?
Met deze ontdekking in het achterhoofd, besloot de onderzoeker een stap verder te gaan. In eerdere studies werden de unieke kenmerken van elk brein geïdentificeerd met behulp van MRI-scans die enkele minuten duurden. Maar Amico vroeg zich af of de unieke kenmerken in het brein ook al na een paar seconden konden worden geïdentificeerd, of dat er een specifiek moment bestaat waarop ze verschijnen. En zo ja, hoe lang zou dat moment dan duren? “Wanneer beginnen onze ‘hersenprinten’ eigenlijk te verschijnen?” Vraagt Amico zich hardop af. “Is dat al na vijf seconden, tien seconden of is er meer tijd nodig? En wat als de unieke kenmerken van verschillende hersengebieden op verschillende momenten opdoemen?”
1 minuut en 40 seconden
De onderzoekers besloten de hersenactiviteit van proefpersonen over verschillende tijdschalen te bestuderen. En uit de bevindingen blijkt dat het verrassend genoeg helemaal niet nodig is om minutenlang in een MRI-scanner te liggen. “Onze hersenen kunnen over een veel korter tijdsbestek worden geïdentificeerd,” zegt Amico. In feite is daar slechts 1 minuut en 40 seconden voor nodig. “Wat echter nog interessanter is,” gaat de onderzoeker verder, “is dat verschillende delen van ons brein bijdragen aan de individuele identificatie op verschillende tijdschalen.” Het eerst zijn de unieke kenmerken te vinden in de sensorische gebieden van de hersenen. En dan met name in de gebieden die verband houden met oogbewegingen, visuele waarneming en visuele aandacht. “Naarmate de tijd verstrijkt, beginnen ook de regio’s in de frontale cortex, die geassocieerd worden met meer complexe en hogere cognitieve functies, informatie te onthullen die uniek is voor ieder van ons,” aldus Amico.
Alzheimer
De onderzoekers zijn van plan de hersenprinten van gezonde patiënten te vergelijken met die van mensen die lijden aan de ziekte van Alzheimer. Want daar is iets opmerkelijks aan de hand. “Op basis van mijn eerste bevindingen lijkt het erop dat de kenmerken die elk brein uniek maken, gestaag verdwijnen naarmate de ziekte vordert,” zegt Amico. “Dit betekent dat het moeilijker wordt om mensen te identificeren op basis van hun connectomen. Het is alsof een persoon met Alzheimer zijn of haar hersenidentiteit verliest.”
Het betekent dat hersenprinten mogelijk kunnen helpen bij de vroege detectie van bepaalde neurologische aandoeningen. Daarnaast zou Amico’s techniek mogelijk ook kunnen worden gebruikt bij mensen met autisme, patiënten die een beroerte hebben gehad of zelfs bij personen met een drugsverslaving. Wellicht kan in de toekomst, door beter te kijken naar hoe de bedrading van individuele mensen in elkaar steekt, ook een effectievere behandeling (op maat) worden ingezet. “Onze studie is een kleine stap om te begrijpen wat onze hersenen uniek maakt,” zegt Amico. “De zoektocht daarnaar is eigenlijk pas net begonnen. En de potentie ervan is grenzeloos.”
