Hoe werkt aandacht in de hersenen?

(...) het is nu mogelijk de aandacht veel concreter te zien als een orgaansysteem, met een eigen functionele anatomie en een eigen evolutie en ontwikkeling. Dit systeem kan verder worden onderverdeeld in ten minste drie samenstellende netwerken.

– Posner (2012:1-2)

Er is niet één locatie in de hersenen die verantwoordelijk is voor aandacht. In meer populaire literatuur wordt vaak verwezen naar de formatio reticularis in de hersenstam, maar dit is een neuromyth (Kerken 2017:47; Kolb & Whishaw 2021:66). Bij aandacht zijn verschillende corticale en subcorticale gebieden in ons brein betrokken, zoals weergegeven in figuur 1. Deze gebieden vormen netwerken, die elk verantwoordelijk zijn voor een ander aspect van aandacht.

In 1949 stimuleerden Guiseppe Moruzzi en Horace Mongoun dit gebied elektrisch bij verdoofde katten. De stimulatie produceerde een wakker patroon van elektrische activiteit in de cortex van de katten. De onderzoekers concludeerden dat de functie van de reticulaire formatie is het controleren van slapen en waken en het handhaven van "algemene opwinding" of "bewustzijn". Als gevolg daarvan werd de reticulaire formatie bekend als het reticulaire activerende systeem. Beschadiging van dit gebied kan leiden tot permanente bewusteloosheid.

– Kolb & Whishaw (2021:66)

Drie aandachtsnetwerken

Michael Posner (1998, 2012), een van 's werelds meest vooraanstaande neurowetenschappers op het gebied van aandacht, onderscheidt drie aandachtsnetwerken. Elk van deze netwerken is verantwoordelijk voor verschillende aandachtsprocessen: drie aandachtsnetwerken. Elk van deze netwerken is verantwoordelijk voor verschillende aandachtsprocessen:

  • Waarschuwingsnetwerk (Wanneer): Uitvoerend aandachtsnetwerk (hoe): dit netwerk regelt de juiste verwerking voor een bepaalde taak en bewaakt de uitvoering ervan.
  • Oriënterend netwerk (Wat): dit netwerk is verantwoordelijk voor het selecteren van taakrelevante informatie.
  • Uitvoerend aandachtsnetwerk (Hoe): dit netwerk regelt de passende verwerking voor een bepaalde taak en ziet toe op de uitvoering ervan.

Functie: Waarschuwing

Mede-geactiveerde hersenstructuren: 

    • locus coeruleus (hersenstam) 
    • frontale en pariëtale cortex

Modulator: Noradrenaline

 

Functie: Oriënteren

Mede-geactiveerde hersenstructuren: 

    • superieure pariëtale cortex 
    • temporoparietale verbinding
    • superieure colliculi (hersenstam)

Modulator: Acetylcholine

 

Functie: Uitvoerende aandacht

Mede-geactiveerde hersenstructuren: 

    • ACC
    • insula (voorste deel)
    • basale ganglia (prefrontaal)

Modulator: Dopamine

Algemeen wordt aangenomen dat alertheid, oriëntatie en uitvoerende controle relatief onafhankelijke aspecten van aandacht zijn die gekoppeld zijn aan onderscheiden hersengebieden. Neurobeeldvormingsstudies hebben echter nog geen bewijs geleverd voor de anatomische scheidbaarheid van deze drie aspecten van aandacht bij dezelfde proefpersonen die dezelfde taak uitvoeren.

– Fan et al. (2005:471)

Hoewel elk aandachtsnetwerk zijn specifieke functie heeft en er verschillende hersenstructuren en neurotransmitters bij betrokken zijn, werken deze drie netwerken met elkaar samen om het leren te ondersteunen (Callejas, Lupiánez & Tudela, 2004). Het leren kan worden belemmerd als een van deze netwerken niet synchroon loopt (Fan et al., 2009; Fan et al., 2005; Raz & Buhle, 2006). Slaapgebrek (Mitru et al., 2002), moeilijkheden om te bepalen wat essentiële informatie is en wat niet, of het onvermogen om afleiding te "weerstaan" (Levine, 2002) kunnen problemen met aandacht en leren veroorzaken.

Immordino-Yang (2011) ontdekte dat iemands aandachtsspanne voor een bepaalde stimulus rechtstreeks verband houdt met het soort en het niveau van het ervaren affect. Dit betekent dat wanneer we geïnteresseerd zijn in of genieten van een bepaalde situatie, we gemotiveerd zullen zijn om de activiteit voort te zetten en sneller en met minder weerstand zullen leren dan wanneer we geconfronteerd worden met een onaangename activiteit waardoor we ons niet op ons gemak, verveeld, bang, gefrustreerd of bedreigd voelen.

– Tokuhama-Espinosa (2014:125)

Natuur of opvoeding?

Donald Hebb (1949) dacht aanvankelijk dat de meeste netwerken voor complexe functies, zoals aandacht, zich vooral door ervaring ontwikkelden. Recent onderzoek lijkt echter aan te tonen dat deze aandachtsnetwerken een gemeenschappelijke architectuur hebben tussen individuen en dus gecodeerd moeten zijn in ons DNA (Fan et al., 2001; Posner, 2011:25). Individuele verschillen in de efficiëntie van aandachtsnetwerken kunnen worden verklaard door genetische variatie. Niet iedereen is even goed in het richten van de aandacht, en niet iedereen kan zijn aandacht even lang op informatie richten. Michael Posner heeft een Attention Network Test ontwikkeld om de verschillen in de drie aandachtsnetwerken bij volwassenen en kinderen te onderzoeken (Fan et al., 2002; Posner & Rothbart, 2005).

nl_BEDutch