zondag 12 december 2010

Brein web

Er zijn in de geschiedenis verschillende brein-metaforen gebruikt. Zo stammen uitdrukkingen als 'stoom afblazen' of 'er zit een schroefje bij iemand los' uit de tijd dat stoommachines net uitgevonden waren. De laatste tijd wordt meestal de computer gebruikt. Vorige week kwam er een paper uit dat een nieuwe metafoor erg letterlijk neemt: de internet-metafoor.

Op zich is het internet niet zo'n slecht beeld. We begrijpen steeds beter wat elk stukje van het brein doet. De vraag is nu hoe de stukjes van puzzel bij elkaar passen. Het antwoord zit waarschijnlijk in hoe de puzzelstukjes met elkaar communiceren, oftewel hoe ze met elkaar verbonden zijn in een netwerk. Dat idee bestaat al langer. Een nog vrij nieuwe techniek, 'Diffusion Tensor Imaging' maakt het bijvoorbeeld mogelijk om netwerken in een brein in actie in beeld te brengen. Je komt het hier vast nog wel eens tegen, want dat is echt cool om te zien!

De schrijvers van het artikel The Packet Switching Brain, gaan echter nog een stap verder. Ze stellen dat de manier waarop in het brein informatie verstuurd wordt, dezelfde is als die op het internet. Dat betekent dat een grote brok informatie eerst in stukjes gehakt wordt. Vervolgens worden die stukjes elk met een ontvangts-adres steeds naar een punt in het netwerk doorgegeven dat dichter in de buurt van het ontvangst-adres is. En eenmaal op het ontvangst adres aangekomen wordt alles weer gecombineerd, tot bijvoorbeeld een beeld of geluid.

Klinkt logisch. Maar er is geen enkele reden aan te nemen dat er in hersencellen informatie is over de structuur van het gehele netwerk. Dat betekent dat er niet zoiets is als een ontvangst adres, laat staan dat een hersencel een route naar dat adres kan uitkiezen voor een boodschap die langskomst. Daarvoor zou de hersencel slimmer moeten zijn dan het netwerk, en dat is nu juist precies niet mogelijk.

Het is ook moeilijk te rijmen met wat we weten over hoe de structuur van het netwerk in het brein ontstaat. De regel van Hebb stelt dat een neuron een ander neuron vaker zal 'uitlezen' als ze vaker tegelijk actief zijn. Van buitenaf kunnen we zeggen dat ze sterker verbonden zullen zijn als ze nuttige informatie voor elkaar hebben. In het brein worden de netwerken dus aangelegd op basis van de inhoud van informatie die door het netwerk verwerkt wordt. Terwijl dat in het internet niet het geval is, daar is elke verbinding geschikt voor alle mogelijke boodschappen.

Er is nog meer kritiek te uiten, maar het lijkt me duidelijk dat de internet-metafoor in dit paper te sterk is doorgetrokken. Nu is het op zich niet slecht om na te denken over hoe het netwerk in het brein werkt. De auteurs van het paper hebben wel gelijk als ze zeggen dat andere vormen van netwerken niet goed genoeg zijn, het telefoonnetwerk bijvoorbeeld. Hoe kun je informatie in een netwerk versturen waar geen IP-adressen of routers zijn? Blijkbaar is het netwerk in ons hoofd nog slimmer in elkaar gezet dan het internet. Als we weten hoe het werkt zouden we het misschien eens andersom kunnen doen: een internet bouwen naar voorbeeld van het brein.

Daniel Graham en Daniel Rockmore (2010). The Packet Switching Brain. Journal of Cognitive Neuroscience, 23(2), 267-276.

3 opmerkingen:

  1. Cool, dan zou de wereldwijde communicatie een collectief bewustzijn krijgen. Of mss is dat al zo... Hopelijk ontstaat er dan ook een orbitofrontal cortex zodat de emoties gereguleerd kunnen worden en we eindelijk tot 'world piece' komen!

    BeantwoordenVerwijderen
  2. Hehe. Lijkt me sterk! Laat ik het zo zeggen: volgens mij kan een packet switching network (het internet) bijna niet door evolutie ontstaan. Maar als het er eenmaal is... kan er natuurlijk van alles mee gebeuren. Een beetje controleren van emoties is op sommige plekken op internet niet zo gek (flamewars op forums).

    Mja, het internet heeft nog een soort van achilles-hiel: het kan alleen functioneren door een handvol hoofdservers, die allemaal in handen zijn van de USA trouwens. Het brein heeft die zwakke plek niet. Bovendien heb je geen IP adres nodig in het brein, je kunt gewoon overal inpluggen. Wie weet kunnen we het nog sneller maken ook.

    BeantwoordenVerwijderen
  3. Nou ja het brein heeft dat ook een beetje toch? Zonder hersenstam geen leven... Gelukkig is die niet politisch gebiased ;-).

    BeantwoordenVerwijderen