Hippocampus Fungeert Primair als Toekomstvoorspeller, Toont Nieuw Onderzoek

Recent onderzoek suggereert een fundamentele herziening van de functie van het menselijk geheugen, waarbij de hippocampus niet langer uitsluitend als een archief van het verleden wordt beschouwd. Dit hersengebied blijkt primair betrokken te zijn bij het actief anticiperen op toekomstige gebeurtenissen. Deze verschuiving in perspectief heeft aanzienlijke implicaties voor de neurologie en de ontwikkeling van therapeutische strategieën tegen neurodegeneratieve aandoeningen.

De kern van de nieuwe theorie is dat het geheugensysteem, specifiek de hippocampus, een intern model van de wereld continu bijwerkt. Dit model wordt verfijnd op basis van 'voorspellingsfouten', de discrepanties tussen de verwachtingen van de hersenen en de daadwerkelijke gebeurtenissen. De studie, uitgevoerd door neurowetenschapper Mark Brandon van de Brandon Lab aan McGill University in samenwerking met Harvard University, daagde de gevestigde opvatting uit dat geheugen louter een opslagplaats is.

Onderzoekers observeerden dit voorspellende mechanisme door de neuronale activiteit in muizen vast te leggen tijdens leerprocessen met beloningen, gebruikmakend van geavanceerde beeldvormingstechnieken. In tegenstelling tot traditionele elektroden die korte observaties toestaan, maakte deze methode de registratie van langzame, structurele veranderingen in de neurale codes mogelijk. De empirische observaties toonden aan dat de neurale activiteit, die aanvankelijk piekte op het moment van de beloning, naarmate het leerproces vorderde, naar een vroeger tijdstip verschoof. Deze temporele verplaatsing bewijst dat de neuronen beginnen te vuren op het moment dat het organisme de uitkomst anticipeert, wat het geheugen als een proactief systeem bevestigt dat het organisme voorbereidt op de volgende stap.

Dit mechanisme biedt observeerbare neurale correlaten voor concepten als de conditioneringstheorieën van Pavlov, waarbij beloningsgericht leren wordt getransformeerd naar een mechanisme dat synaptische plasticiteit en temporele herorganisatie van neurale activiteit omvat. Dit inzicht is van klinisch belang voor neurodegeneratieve aandoeningen die de hippocampus aantasten, zoals de ziekte van Alzheimer. Onderzoek suggereert dat bij Alzheimer het probleem mogelijk ligt in het verlies van het vermogen om uit ervaringen te leren en toekomstige uitkomsten te anticiperen, wat de vroege moeilijkheden met besluitvorming kan verklaren.

Het werk van Mark Brandon, verbonden als Associate Professor in Psychiatry aan McGill en onderzoeker bij het Douglas Research Centre, versterkt het concept van het geheugen als een instrument voor toekomstige navigatie. Het vermogen van de hippocampus om een intern model van de wereld te actualiseren op basis van voorspellingsfouten, biedt een nieuw kader voor interventies, gericht op het herstellen van de capaciteit om het wereldmodel bij te werken en anticipatiefouten te minimaliseren. Dit staat in contrast met eerdere bevindingen die zich meer richtten op het herstellen van de opslagcapaciteit van herinneringen. Verder onderzoek, onder meer van Martina Lamberti aan de Universiteit Twente, onderstreept de voorspellende rol van neurale netwerken in het algemeen, waarbij het vermogen tot het inbeelden van toekomstige scenario's aan de hippocampus wordt gelinkt.

Dit onderzoek opent de deur naar meer gepersonaliseerde prognoses voor patiënten met milde cognitieve stoornissen. Algoritmen kunnen reeds 65% van de snelle achteruitgang binnen twee jaar correct voorspellen, een nauwkeurigheid die stijgt naar 72% bij toevoeging van de hippocampusgrootte.