Fysiologie

De psychologie heeft haar wortels in zowel de bewustzijnsfilosofie als de fysiologische wetenschap. De laatste eeuwen is er toenemende aandacht voor het fysiologische domein, waarbij het belang van de hersenen voor het begrijpen van de menselijke psyche wordt onderkend.

Fysiologen van de geest: breinwetenschappers van Gall tot Penfield

• De hersenen werden pas 200 jaar geleden algemeen erkend als het orgaan verantwoordelijk voor intelligentie en mentale functies.
• Descartes kende het brein belangrijke functies toe, maar zocht de ziel elders.
• Onderzoek in de jaren na Descartes focuste op de structuur en functie van de hersenen.

Franz Josef Gall: hersenanatoom en frenoloog

• Gall zag het brein als verantwoordelijk voor mentale functies en bouwde voort op het werk van Thomas Willis.
• Willis beschreef de hersenen in detail, onderscheidde grijze en witte stof, en identificeerde belangrijke bloedvaten.
• Gall onderzocht verbanden tussen hersenstructuur en mentale functies, zowel bij verschillende soorten als binnen de mens.
• Gall introduceerde frenologie, een populaire maar wetenschappelijk betwiste theorie die stelde dat mentale eigenschappen gelokaliseerd konden worden in specifieke hersengebieden, welke weer gerelateerd waren aan de vorm van iemands schedel.

Pierre Flourens en de ontmaskering van de frenologie

• Flourens, een gerespecteerd wetenschapper, bekritiseerde de frenologie door middel van experimenteel onderzoek.
• Gebruikmakend van de techniek van ablatie, toonde Flourens aan dat de frenologische hypothesen van Gall vaak incorrect waren.
• Flourens ontdekte de rol van het cerebellum bij het coördineren van bewegingen en benadrukte de integratie en harmonie tussen verschillende hersendelen.
• De strekking van zijn zienswijze was dat psychische functies niet strikt gelokaliseerd zijn in het brein.
• Hij miste echter enkele gelokaliseerde hersenfuncties, waardoor sommige van zijn conclusies later werden herzien (er is dus wel sprake van lokalisatie van functie).

De lokalisatietheorie nieuw leven ingeblazen: taalgebieden in de hersenen

In Flourens' tijd was er aandacht voor de lokalisatie van het verbaal geheugen in het hersengebied achter de ogen, ondersteund door onderzoeken naar spraakverlies bij hersenletsel. Gall had dit verband al gelegd en Jean Baptiste Bouillaud en zijn schoonzoon Ernest Aubertin hebben dit idee verder uitgewerkt.

Paul Broca en het geval ‘Tan’

• Paul Broca (1824-1880): Een vooraanstaand chirurg in Parijs, geïnteresseerd in hersenanatomie.
• Ontdekte bij autopsie een beschadigd gebied in de linker voorste hersenhelft, nu bekend als het gebied van Broca.
• Dit gebied is gerelateerd aan spraakproblemen, bekend als motorische fasie.
• Zijn bevindingen betwistten Flourens' opvattingen over de ondeelbaarheid van de cerebrale cortex.

Zintuiglijke en motorische gebieden

• Gustav Fritsch (1837-1927) en Eduard Hitzig (1838-1907): Geïntroduceerd elektrische stimulatie van de hersenen.
• David Ferrier (1843-1928): Toonde het bestaan van diverse functionele centra in de hersenen aan, zoals visueel, auditief en primair zintuiglijk gebied.
• Deze ontdekkingen bevestigden corticale lokalisaties maar weerlegden oude frenologische ideeën.

Wernickes theorie van afasie

• Carl Wernicke (1848-1905): Ontwikkelde een theorie rondom afasie, gebaseerd op de wisselwerking tussen zintuiglijke, motorische en associatieve factoren.
• Onderscheid tussen sensorische afasie (verminderd taalbegrip) en motorische afasie (spraakproblemen).
• Introduceerde het concept van parafasieën - eigenaardige woordkeuzes en versprekingen.
• Het gebied van Wernicke is verantwoordelijk voor sensorische afasie.

Beschadiging aan het gebied van Broca zorgt dus voor motorische afasie (spraakproblemen) en beschadiging aan het gebied van Wernicke zorgt voor sensorische afasie (verminderd taalbegrip).

Geheugen en het debat over equipotentialiteit

• Shepherd Ivory Franz (1874-1933): Onderzocht de effecten van corticale ablaties bij katten en ontdekte dat beschadigde functies soms werden gecompenseerd door andere delen van de hersenen.
• Karl Spencer Lashley (1890-1958): Onderzocht geheugenlokalisatie met behulp van selectieve ablaties en doolhofproeven bij ratten. Hij concludeerde dat geheugen verspreid is over de cortex. Was evenals Flourens bezig met bewijzen dat psychische functies niet strikt gelokaliseerd zijn in het brein.
• Lashley introduceerde het concept van equipotentialiteit, wat impliceert dat bepaalde delen van de hersenen het potentieel hebben om de functie van andere delen over te nemen.

Stimulatie van het bewuste menselijke brein

Arts Roberts Bartholow probeerde het menselijk brein elektrisch te stimuleren met ernstige gevolgen, wat resulteerde in de dood van een jonge vrouwelijke patiënt.

Wilder Penfield en de behandeling van epilepsie

• Wilder Penfield voerde in de jaren 30 stimulatie-experimenten uit bij patiënten die bij bewustzijn waren om chirurgische behandelingen voor epilepsie te ontdekken.
• Ontdekte de interpretatieve cortex, waarvan stimulatie twee types reacties veroorzaakte:
  • Interpretatieve responsen: patiënten zagen hun eigen situatie in een nieuw licht, zoals déjà vu en euforie.
  • Ervaringsresponsen: Hallucinaties of flashbacks van echte gebeurtenissen.
• Penfield twijfelde of de ervaringsresponsen echt bewijs waren voor de lokalisatie van herinneringen.

Brenda Milner en de verscheidenheid aan geheugensystemen

• Brenda Milner bouwde voort op het werk van Donald O. Hebb, die de hypothetische werking van 'neurologische netwerken' in de hersenen beschreef, genaamd celverzamelingen.
• Milner en Penfield onderzochten het belang van de hippocampus voor het geheugen.
• Bestudeerden de casus van H.M., een patiënt met ernstig geheugenverlies na verwijdering van delen van de hippocampus.
• Milner concludeerde dat er meerdere geheugensystemen zijn, waaronder declaratief en procedureel geheugen.

Cartesiaans dualisme opnieuw beschouwd

• Penfield twijfelde uiteindelijk aan de volledige mechanische verklaring van mentale en psychologische verschijnselen.
• Hij koos voor een vorm van dualisme vergelijkbaar met dat van Descartes, waarbij de geest en het brein als twee aparte entiteiten werden gezien die op elkaar inwerken.
• In 2009 suggereerden Franse onderzoekers dat de wil en intentie wellicht een fysieke oorsprong in de hersenen hebben.

Recente ontwikkelingen: cognitieve en sociale neurowetenschap

• Er is voortdurend onderzoek naar de relatie tussen geest en brein, en het begrip van zelfbewustzijn.
• Gebruik van geavanceerde beeldvormingstechnieken, waaronder verschillende vormen van tomografie.
• In de jaren 70 ontstaat de cognitieve neurowetenschap, een samensmelting van technologische vooruitgang en hernieuwde interesse in cognitie.
• Ontstaan van sociale neurowetenschap door de combinatie van traditionele psychologie en moderne beeldvormingstechnieken.