Dia1Om te begrijpen hoe leren in je brein gebeurt, moet je iets weten over neuronen, myeline en neurotransmitters.

Neuronen in actie

Neuronen zijn als het ware de informatieverwerkende units van het zenuwstelsel. Wat neuronen speciaal maakt is dat ze via elektrische impulsen signalen kunnen overdragen naar andere neuronen. En dat is de basis van leren. Een neuron heeft 1 tot 20 dendrieten en 1 axon. De axon is als een klein heuveltje. Het einde van de axon ligt heel dicht tegen het dendritische ruggenmerg van een andere neuron, maar raakt die net niet aan. De kleine ruimte tussen de twee heet de synaps. De neuron heeft dus maar 1 kanaal om communicatie mee te verzenden en de dendrieten hebben enorm veel kanalen om informatie mee te verkrijgen.

Neuronen kunnen in een soort van ruststand staan. Dat betekent dat hun elektrische lading vrij constant blijft en dat de lading binnen en buiten de neuron elkaar in evenwicht houden. Maar de neuron is wel standbye, dat wil zeggen dat hij klaar staat om af te vuren. Vuurt hij af, dan betekent dat dat er een korte en felle omkering is in de elektrische lading. Dat is een actiepotentiaal.

Een neuron kan ongeveer 30 actiepotentialen per seconde produceren. Met een actiepotentiaal is er nog geen boodschap verzonden. Dus hoe verzendt een neuron de informatie? Dat gebeurt via zenuwimpulsen. Elke actiepotentiaal wekt een nieuwe actiepotentiaal op verderop in de axon en zo reist het signaal de hele lengte van de axon af naar de volgende neuron. Het signaal kan niet terugreizen, alleen maar vooruit.

Je kunt dit vergelijken met een domino effect. De ene steen zorgt ervoor dat de volgende steen valt, met net zoveel snelheid en kracht als de eerste steen en de stenen kunnen niet terugvallen, ze vallen allemaal dezelfde kant op.

Myeline zorgt voor breinsnelheid

Hoe kan het dat het signaal in de axons zo snel gaat? Daar komen de gliacellen om de hoek kijken. De gliacellen zijn de isolatie rondom de axons en dat heet myeline. De myeline is een witte stof die ervoor zorgt dat het signaal van de ene naar de andere neuron sneller kan verlopen. Hoe sneller de signalen worden getransporteerd, hoe beter de persoon is in de betreffende vaardigheid.

Waar de myeline is kan geen actiepotentiaal ontstaan, daarom zitten er heel kleine ruimtes tussen de gliacellen rondom de axon. Zo ontstaan er zogenaamde knopen van Ranvier. Het actiepotentiaal springt dan van knop naar knop. Deze stroom van energie heet sprongsgewijze geleiding. Daardoor kan de actiepotentiaal een snelheid van wel 120 meter per seconde afleggen. Terwijl bij axons waar de myeline dunner is slechts een snelheid van 30 meter per seconde bereikt wordt. Bij iemand die dus heel goed is in een bepaalde vaardigheid gaat het signaal veel sneller dan bij iemand die minder goed is in die vaardigheid. Dus zie je iemand op een topniveau functioneren, dan kun je ervan uitgaan dat er veel myeline in zijn hersenen te zien is.

Neurotransmitters

Tijdens de actiepotentiaal komen er chemicaliën vrij. Die chemicaliën heten neurostransmitters. Ze bepalen het gedrag van de neuron. Er zijn vier hoofdsystemen van neurotransmitters. Het choline systeem is actief als we wakker zijn en speelt een rol bij het onthouden van dingen. Als er iets mis gaat in dit systeem dan gaat dat gepaard met ziektes als Alzheimer. Het dopamine systeem is actief in het normaal kunnen blijven bewegen. Als er iets mis gaat in dit systeem is dat gerelateerd aan ziektes als Parkinson. Het noradrenaline systeem is actief in het handhaven van emoties. Dit systeem speelt een belangrijke rol bij leren omdat deze neurotransmitters de daadwerkelijke structuur van de neuronen veranderen. En het serotonine systeem is ook actief in het handhaven van wakker zijn en ons slaappatroon. Een storing in dit systeem gaat gepaard met depressie of obsessief gedrag.

Neurotransmitters zijn belangrijk voor hersenplasticiteit. Als ze vrij komen dan brengen ze veranderingen aan in de hersenen. Komt er geen neurotransmitter vrij? Dan verandert het brein niet en vindt geen plasticiteit plaats.

Leren: save this

Dus hoe “weet” een bepaald cluster van neuronen dat hun activiteit effectief is? Stel je wilt graag leren skiën. Je doet skischoenen aan, stapt in de ski’s en start aan je eerste afdaling op een heel licht hellend sneeuwvlak. Je benen gaan alle kanten op, je raakt verward in je ski’s en je belandt met je neus in de sneeuw. Er zijn heel veel neuronen afgevuurd. Maar er is geen bevestiging dat deze poging je bij je doel aan het brengen is. Je brein “denkt”: delete this. Je probeert het nog een keer en deze keer blijven je ski’s mooi parallel staan en glijd je langzaam en zonder te vallen naar beneden. Je brein registreert dat deze poging succesvoller is in het bereiken van je doel. Er komt dopamine vrij en je brein “denkt”: save this. Hoe vaker je skiet, hoe meer witte stof wordt aangemaakt, hoe sneller het signaal voor skiën van de ene naar de andere neuron schiet en hoe rustiger je brein wordt tijdens het skiën. Zo leer je.