Een inleiding tot behaviorele neurowetenschap
Gedragsneurowetenschap is de studie van hoe het zenuwstelsel het gedrag van mensen en dieren begeleidt. Onderzoekers op dit gebied gebruiken een verscheidenheid aan methoden, van diertrainingstechnieken tot neuroimaging-experimenten, om te bestuderen hoe de functionele gebieden en netwerken van de hersenen correleren met specifiek gedrag en gerelateerde ziektetoestanden.
Deze video geeft een korte geschiedenis van gedragsneurowetenschap, gaat in op de belangrijkste vragen van onderzoekers in dit veld, bespreekt enkele van de prominente methoden die worden gebruikt om die vragen te beantwoorden, en geeft een inkijkje in de soorten experimenten die vandaag de dag worden uitgevoerd in laboratoria voor gedragsneurowetenschap.
Laten we beginnen met een overzicht van enkele van de belangrijkste mijlpalen in de geschiedenis van gedragsneurowetenschap. In het oude Griekenland waren Hippocrates en zijn volgelingen een van de eersten die geloofden dat de hersenen de menselijke gedachten bestuurden.
Toen ontwikkelde René Descartes in 1662 een van de eerste modellen om te beschrijven hoe de hersenen het gedrag beïnvloeden - hij speculeerde dat de ziel het lichaam bestuurde via de pijnappelklier.
De volgende eeuwen leverden veel bewijs dat Descartes ongelijk had. Bijvoorbeeld, in 1848, was spoorwegopzichter Phineas Gage betrokken bij een ongeluk waarbij een ijzeren staaf door zijn schedel werd gedreven. Hij overleefde, maar vertoonde ernstige persoonlijkheidsveranderingen, wat aantoont dat schade aan de frontale kwab een diepgaande invloed heeft op het gedrag.
Toen, aan het einde van de 19e eeuw, bestudeerden Paul Broca en Carl Wernicke patiënten die hun vermogen om te lezen en/of te spreken hadden verloren, en ontdekten gebieden van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor taal, nu bekend als de Broca- en Wernicke-gebieden.
Later, in 1890, verklaarde William James dat psychologie via biologie moest worden bestudeerd, en vele belangrijke ontdekkingen in gedragsmodificatie volgden. In de jaren dertig, volgens James' advies, ontwikkelde BF Skinner een apparaat genaamd de Skinner-box, dat nog steeds wordt gebruikt om te bestuderen hoe straf en beloning gedrag bij dieren kunnen versterken.
Toen, in de late jaren 1900, werden geavanceerde neuroimagingtechnieken beschikbaar, zoals magnetische resonantiebeeldvorming, of MRI. In 1990 ontwikkelde Seiji Ogawa de methode die nu wordt gebruikt voor functionele MRI, die het veld van de neurowetenschap revolutioneerde door onderzoekers in staat te stellen hersenactiviteit in de loop van de tijd te visualiseren tijdens eenvoudige cognitieve taken.
Nu we enkele van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van gedragsneurowetenschap hebben besproken, laten we enkele van de fundamentele vragen bekijken die door de mensen die vandaag de neurobiologie van gedrag bestuderen worden gesteld. Deze vragen hebben allemaal betrekking op de studie van neurale correlaties, of specifieke hersengebieden waarvan de activering verantwoordelijk is voor een bepaalde functie.
Een wetenschapper die geïnteresseerd is in de controle van het zenuwstelsel op beweging, kan bijvoorbeeld de mechanismen onderzoeken die balans en coördinatie regelen. Hoewel is vastgesteld dat deze functies overeenkomen met de primaire motorische cortex, premotorische cortex, cerebellum en de substantia nigra, onderzoeken wetenschappers nog steeds hoe de bekabeling binnen en tussen elk gebied beweging mogelijk maakt.
Alternatief kunnen onderzoekers onderzoeken hoe het zenuwstelsel stimuli evalueert en gedrag leidt op basis van deze stimuli. Hierbij kunnen onderzoekers zich afvragen hoe verschillende soorten beloningen het gedrag van dieren kunnen beïnvloeden. Het begrijpen wanneer en waarom bepaalde beloningen motiverend zijn, zou ons kunnen helpen problemen zoals verslaving aan te pakken. Neurale correlaties voor motivatie en beloning zijn het limbisch systeem en het ventrale tegmentale gebied.
Andere gedragsneurowetenschappers bestuderen hoe het zenuwstelsel leren en geheugenvorming mogelijk maakt. Een onderzoeker kan bijvoorbeeld onderzoeken hoe de hersenen herinneringen creëren en bewaren die verband houden met angstige stimuli, wat belangrijk is voor de behandeling van posttraumatische stressstoornissen. Deze functies corresponderen over het algemeen met de hippocampus en de amygdala.
Andere belangrijke vragen richten zich op hogere cognitieve processen, zoals gezichtsherkenning. Hierbij kan een onderzoeker onderzoeken hoe een proefpersoon reageert op bekende versus nieuwe gezichten. Bij mensen is een neurale correlaat specifiek voor gezichtsherkenning de fusiforme gezichtsgebied in de fusiforme gyrus.
Nu we een aantal van de belangrijkste vragen van gedragsneurowetenschappers hebben besproken, laten we ingaan op enkele van de prominente methoden die worden gebruikt bij het proberen deze te beantwoorden. Veel benaderingen in dit veld omvatten gedragsexperimenten bij dieren, die worden uitgevoerd na manipulatie van bepaalde hersengebieden, om de link tussen neurobiologie en gedrag te bestuderen.
Processen zoals locomotie kunnen bij dieren worden bestudeerd met behulp van gespecialiseerde apparatuur zoals de rotarod, een roterende staaf waarbij het dier voortdurend moet bewegen om niet te vallen, of kamers waarbij het dier voedsel moet grijpen om de behendigheid te testen.
Methoden die gedragsmodificatie omvatten, zijn operante conditionering en kunnen de Skinner-box gebruiken voor experimenten met zelftoediening waarbij belonende of aversieve stimuli, zoals voedsel of drugs, worden gebruikt.
Methoden om leren en geheugen te onderzoeken, maken vaak gebruik van doolhoven, zoals T-arm of Morris waterdoolhof ontwerpen, waarin dieren de weg naar de uitgang moeten vinden en onthouden.
Naarmate de complexiteit van het onderzochte gedrag toeneemt, neemt ook de behoefte aan menselijke proefpersonen toe. Bijvoorbeeld, het bestuderen van hogere cognitieve processen, zoals taal, kan methoden omvatten die neurale activiteit meten via de hoofdhuid, zoals
Gedragsneurowetenschap is de studie van hoe het zenuwstelsel gedrag begeleidt en hoe de verschillende functionele gebieden en netwerken in de hersenen…
Gedragsneurowetenschap is de studie van hoe het zenuwstelsel het gedrag van mensen en dieren begeleidt. Onderzoekers op dit gebied gebruiken een verscheidenheid aan methoden, van diertrainingstechnieken tot neuroimaging-experimenten, om te bestuderen hoe de functionele gebieden en netwerken van de hersenen correleren met specifiek gedrag en gerelateerde ziektetoestanden.
Deze video geeft een korte geschiedenis van gedragsneurowetenschap, gaat in op de belangrijkste vragen van onderzoekers in dit veld, bespreekt enkele van de prominente methoden die worden gebruikt om die vragen te beantwoorden, en geeft een inkijkje in de soorten experimenten die vandaag de dag worden uitgevoerd in laboratoria voor gedragsneurowetenschap.
Laten we beginnen met een overzicht van enkele van de belangrijkste mijlpalen in de geschiedenis van gedragsneurowetenschap. In het oude Griekenland waren Hippocrates en zijn volgelingen een van de eersten die geloofden dat de hersenen de menselijke gedachten bestuurden.
Toen ontwikkelde René Descartes in 1662 een van de eerste modellen om te beschrijven hoe de hersenen het gedrag beïnvloeden - hij speculeerde dat de ziel het lichaam bestuurde via de pijnappelklier.
De volgende eeuwen leverden veel bewijs dat Descartes ongelijk had. Bijvoorbeeld, in 1848, was spoorwegopzichter Phineas Gage betrokken bij een ongeluk waarbij een ijzeren staaf door zijn schedel werd gedreven. Hij overleefde, maar vertoonde ernstige persoonlijkheidsveranderingen, wat aantoont dat schade aan de frontale kwab een diepgaande invloed heeft op het gedrag.
Toen, aan het einde van de 19e eeuw, bestudeerden Paul Broca en Carl Wernicke patiënten die hun vermogen om te lezen en/of te spreken hadden verloren, en ontdekten gebieden van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor taal, nu bekend als de Broca- en Wernicke-gebieden.
Later, in 1890, verklaarde William James dat psychologie via biologie moest worden bestudeerd, en vele belangrijke ontdekkingen in gedragsmodificatie volgden. In de jaren dertig, volgens James' advies, ontwikkelde BF Skinner een apparaat genaamd de Skinner-box, dat nog steeds wordt gebruikt om te bestuderen hoe straf en beloning gedrag bij dieren kunnen versterken.
Toen, in de late jaren 1900, werden geavanceerde neuroimagingtechnieken beschikbaar, zoals magnetische resonantiebeeldvorming, of MRI. In 1990 ontwikkelde Seiji Ogawa de methode die nu wordt gebruikt voor functionele MRI, die het veld van de neurowetenschap revolutioneerde door onderzoekers in staat te stellen hersenactiviteit in de loop van de tijd te visualiseren tijdens eenvoudige cognitieve taken.
Nu we enkele van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van gedragsneurowetenschap hebben besproken, laten we enkele van de fundamentele vragen bekijken die door de mensen die vandaag de neurobiologie van gedrag bestuderen worden gesteld. Deze vragen hebben allemaal betrekking op de studie van neurale correlaties, of specifieke hersengebieden waarvan de activering verantwoordelijk is voor een bepaalde functie.
Een wetenschapper die geïnteresseerd is in de controle van het zenuwstelsel op beweging, kan bijvoorbeeld de mechanismen onderzoeken die balans en coördinatie regelen. Hoewel is vastgesteld dat deze functies overeenkomen met de primaire motorische cortex, premotorische cortex, cerebellum en de substantia nigra, onderzoeken wetenschappers nog steeds hoe de bekabeling binnen en tussen elk gebied beweging mogelijk maakt.
Alternatief kunnen onderzoekers onderzoeken hoe het zenuwstelsel stimuli evalueert en gedrag leidt op basis van deze stimuli. Hierbij kunnen onderzoekers zich afvragen hoe verschillende soorten beloningen het gedrag van dieren kunnen beïnvloeden. Het begrijpen wanneer en waarom bepaalde beloningen motiverend zijn, zou ons kunnen helpen problemen zoals verslaving aan te pakken. Neurale correlaties voor motivatie en beloning zijn het limbisch systeem en het ventrale tegmentale gebied.
Andere gedragsneurowetenschappers bestuderen hoe het zenuwstelsel leren en geheugenvorming mogelijk maakt. Een onderzoeker kan bijvoorbeeld onderzoeken hoe de hersenen herinneringen creëren en bewaren die verband houden met angstige stimuli, wat belangrijk is voor de behandeling van posttraumatische stressstoornissen. Deze functies corresponderen over het algemeen met de hippocampus en de amygdala.
Andere belangrijke vragen richten zich op hogere cognitieve processen, zoals gezichtsherkenning. Hierbij kan een onderzoeker onderzoeken hoe een proefpersoon reageert op bekende versus nieuwe gezichten. Bij mensen is een neurale correlaat specifiek voor gezichtsherkenning de fusiforme gezichtsgebied in de fusiforme gyrus.
Nu we een aantal van de belangrijkste vragen van gedragsneurowetenschappers hebben besproken, laten we ingaan op enkele van de prominente methoden die worden gebruikt bij het proberen deze te beantwoorden. Veel benaderingen in dit veld omvatten gedragsexperimenten bij dieren, die worden uitgevoerd na manipulatie van bepaalde hersengebieden, om de link tussen neurobiologie en gedrag te bestuderen.
Processen zoals locomotie kunnen bij dieren worden bestudeerd met behulp van gespecialiseerde apparatuur zoals de rotarod, een roterende staaf waarbij het dier voortdurend moet bewegen om niet te vallen, of kamers waarbij het dier voedsel moet grijpen om de behendigheid te testen.
Methoden die gedragsmodificatie omvatten, zijn operante conditionering en kunnen de Skinner-box gebruiken voor experimenten met zelftoediening waarbij belonende of aversieve stimuli, zoals voedsel of drugs, worden gebruikt.
Methoden om leren en geheugen te onderzoeken, maken vaak gebruik van doolhoven, zoals T-arm of Morris waterdoolhof ontwerpen, waarin dieren de weg naar de uitgang moeten vinden en onthouden.
Naarmate de complexiteit van het onderzochte gedrag toeneemt, neemt ook de behoefte aan menselijke proefpersonen toe. Bijvoorbeeld, het bestuderen van hogere cognitieve processen, zoals taal, kan methoden omvatten die neurale activiteit meten via de hoofdhuid, zoals
Gedragsneurowetenschap is de studie van hoe het zenuwstelsel het gedrag van mensen en dieren begeleidt. Onderzoekers op dit gebied gebruiken een verscheidenheid aan methoden, van diertrainingstechnieken tot neuroimaging-experimenten, om te bestuderen hoe de functionele gebieden en netwerken van de hersenen correleren met specifiek gedrag en gerelateerde ziektetoestanden.
Deze video geeft een korte geschiedenis van gedragsneurowetenschap, gaat in op de belangrijkste vragen van onderzoekers in dit veld, bespreekt enkele van de prominente methoden die worden gebruikt om die vragen te beantwoorden, en geeft een inkijkje in de soorten experimenten die vandaag de dag worden uitgevoerd in laboratoria voor gedragsneurowetenschap.
Laten we beginnen met een overzicht van enkele van de belangrijkste mijlpalen in de geschiedenis van gedragsneurowetenschap. In het oude Griekenland waren Hippocrates en zijn volgelingen een van de eersten die geloofden dat de hersenen de menselijke gedachten bestuurden.
Toen ontwikkelde René Descartes in 1662 een van de eerste modellen om te beschrijven hoe de hersenen het gedrag beïnvloeden - hij speculeerde dat de ziel het lichaam bestuurde via de pijnappelklier.
De volgende eeuwen leverden veel bewijs dat Descartes ongelijk had. Bijvoorbeeld, in 1848, was spoorwegopzichter Phineas Gage betrokken bij een ongeluk waarbij een ijzeren staaf door zijn schedel werd gedreven. Hij overleefde, maar vertoonde ernstige persoonlijkheidsveranderingen, wat aantoont dat schade aan de frontale kwab een diepgaande invloed heeft op het gedrag.
Toen, aan het einde van de 19e eeuw, bestudeerden Paul Broca en Carl Wernicke patiënten die hun vermogen om te lezen en/of te spreken hadden verloren, en ontdekten gebieden van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor taal, nu bekend als de Broca- en Wernicke-gebieden.
Later, in 1890, verklaarde William James dat psychologie via biologie moest worden bestudeerd, en vele belangrijke ontdekkingen in gedragsmodificatie volgden. In de jaren dertig, volgens James' advies, ontwikkelde BF Skinner een apparaat genaamd de Skinner-box, dat nog steeds wordt gebruikt om te bestuderen hoe straf en beloning gedrag bij dieren kunnen versterken.
Toen, in de late jaren 1900, werden geavanceerde neuroimagingtechnieken beschikbaar, zoals magnetische resonantiebeeldvorming, of MRI. In 1990 ontwikkelde Seiji Ogawa de methode die nu wordt gebruikt voor functionele MRI, die het veld van de neurowetenschap revolutioneerde door onderzoekers in staat te stellen hersenactiviteit in de loop van de tijd te visualiseren tijdens eenvoudige cognitieve taken.
Nu we enkele van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van gedragsneurowetenschap hebben besproken, laten we enkele van de fundamentele vragen bekijken die door de mensen die vandaag de neurobiologie van gedrag bestuderen worden gesteld. Deze vragen hebben allemaal betrekking op de studie van neurale correlaties, of specifieke hersengebieden waarvan de activering verantwoordelijk is voor een bepaalde functie.
Een wetenschapper die geïnteresseerd is in de controle van het zenuwstelsel op beweging, kan bijvoorbeeld de mechanismen onderzoeken die balans en coördinatie regelen. Hoewel is vastgesteld dat deze functies overeenkomen met de primaire motorische cortex, premotorische cortex, cerebellum en de substantia nigra, onderzoeken wetenschappers nog steeds hoe de bekabeling binnen en tussen elk gebied beweging mogelijk maakt.
Alternatief kunnen onderzoekers onderzoeken hoe het zenuwstelsel stimuli evalueert en gedrag leidt op basis van deze stimuli. Hierbij kunnen onderzoekers zich afvragen hoe verschillende soorten beloningen het gedrag van dieren kunnen beïnvloeden. Het begrijpen wanneer en waarom bepaalde beloningen motiverend zijn, zou ons kunnen helpen problemen zoals verslaving aan te pakken. Neurale correlaties voor motivatie en beloning zijn het limbisch systeem en het ventrale tegmentale gebied.
Andere gedragsneurowetenschappers bestuderen hoe het zenuwstelsel leren en geheugenvorming mogelijk maakt. Een onderzoeker kan bijvoorbeeld onderzoeken hoe de hersenen herinneringen creëren en bewaren die verband houden met angstige stimuli, wat belangrijk is voor de behandeling van posttraumatische stressstoornissen. Deze functies corresponderen over het algemeen met de hippocampus en de amygdala.
Andere belangrijke vragen richten zich op hogere cognitieve processen, zoals gezichtsherkenning. Hierbij kan een onderzoeker onderzoeken hoe een proefpersoon reageert op bekende versus nieuwe gezichten. Bij mensen is een neurale correlaat specifiek voor gezichtsherkenning de fusiforme gezichtsgebied in de fusiforme gyrus.
Nu we een aantal van de belangrijkste vragen van gedragsneurowetenschappers hebben besproken, laten we ingaan op enkele van de prominente methoden die worden gebruikt bij het proberen deze te beantwoorden. Veel benaderingen in dit veld omvatten gedragsexperimenten bij dieren, die worden uitgevoerd na manipulatie van bepaalde hersengebieden, om de link tussen neurobiologie en gedrag te bestuderen.
Processen zoals locomotie kunnen bij dieren worden bestudeerd met behulp van gespecialiseerde apparatuur zoals de rotarod, een roterende staaf waarbij het dier voortdurend moet bewegen om niet te vallen, of kamers waarbij het dier voedsel moet grijpen om de behendigheid te testen.
Methoden die gedragsmodificatie omvatten, zijn operante conditionering en kunnen de Skinner-box gebruiken voor experimenten met zelftoediening waarbij belonende of aversieve stimuli, zoals voedsel of drugs, worden gebruikt.
Methoden om leren en geheugen te onderzoeken, maken vaak gebruik van doolhoven, zoals T-arm of Morris waterdoolhof ontwerpen, waarin dieren de weg naar de uitgang moeten vinden en onthouden.
Naarmate de complexiteit van het onderzochte gedrag toeneemt, neemt ook de behoefte aan menselijke proefpersonen toe. Bijvoorbeeld, het bestuderen van hogere cognitieve processen, zoals taal, kan methoden omvatten die neurale activiteit meten via de hoofdhuid, zoals
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is behavioral neuroscience and what does it study?
Behavioral neuroscience is the study of how the nervous system guides behavior in humans and animals. Researchers investigate how functional areas and networks of the brain correlate to specific behaviors and disease states. The field combines methods ranging from animal training techniques to neuroimaging experiments to understand the relationship between brain activity and observable behavior.
Q2: How did the Phineas Gage case contribute to behavioral neuroscience?
In 1848, railroad foreman Phineas Gage survived an accident in which an iron rod drove through his skull. After the injury, he exhibited severe personality changes, demonstrating that damage to the frontal lobe profoundly impacts behavior. This case provided early evidence that specific brain regions control behavior, refuting earlier theories like Descartes' pineal gland hypothesis.
Q3: What are neural correlates and why do behavioral neuroscientists study them?
Neural correlates are specific brain regions whose activation is responsible for a given function or behavior. Behavioral neuroscientists study neural correlates to understand how different brain areas enable movement, learning, memory, motivation, and higher cognitive processes. Identifying these correlates helps researchers address behavioral problems and neurological diseases like addiction and post-traumatic stress disorder.
Q4: What is the Skinner box and how is it used in behavioral neuroscience research?
The Skinner box is an apparatus developed by B.F. Skinner in the 1930s to study how punishment and reward reinforce behavior in animals. In this device, animals learn that pressing a lever produces a food reward or other stimulus. Researchers use the Skinner box to investigate operant conditioning and how neuroactive substances influence motivation and behavioral responses to rewards.
Q5: How does functional MRI advance the study of brain activity during cognitive tasks?
Functional magnetic resonance imaging measures blood flow signals correlated to neuronal activation, creating statistical maps of active brain regions during specific tasks. Developed by Seiji Ogawa in 1990, fMRI revolutionized neuroscience by allowing researchers to visualize brain activity over time in human subjects. This non-invasive technique enables investigation of higher cognitive processes like decision-making and language without direct brain manipulation.
Q6: What methods do researchers use to study learning and memory in animal models?
Researchers investigate learning and memory using maze designs such as T-arm or Morris water maze apparatus, in which animals must find and remember the path to exit. These behavioral tests reveal how the brain creates and retains memories. The hippocampus and amygdala are key neural correlates for memory formation, particularly for fearful stimuli relevant to treating post-traumatic stress disorder.
Q7: How is electroencephalography used to study neurological disease in humans?
Electroencephalography is a non-invasive technique where electrodes placed on the scalp measure the brain's electrical activity during specific functions. EEG can reveal abnormal electrical patterns correlated with neurological and psychiatric diseases such as dementia and Alzheimer's disease. This method allows researchers to study disease states and cognitive processes without the need for invasive procedures or complex imaging equipment.
Chapters in this video
0:00
Overview
0:55
A Brief History of Behavioral Neuroscience
2:55
Key Questions
5:04
Prominent Methods
7:03
Applications
8:17
Summary
Videos from this collection: