Neuroscientifically Challenged
De basale ganglia zijn een groep structuren die zich diep in de hersenhelften bevinden. De structuren die gewoonlijk tot de basale ganglia worden gerekend zijn het caudatum, het putamen en de globus pallidus in de kleine hersenen, de substantia nigra in de middenhersenen en de nucleus subthalamicus in het diencephalon.
Het woord basaal verwijst naar het feit dat de basale ganglia zich dicht bij de basis, of bodem, van de hersenen bevinden. Het gebruik van het woord ganglia is echter een beetje een verkeerde benaming volgens de hedendaagse neurowetenschappelijke conventies. De term ganglion wordt gebruikt om een cluster van neuronen te beschrijven, maar wordt gewoonlijk alleen gebruikt om te verwijzen naar neuronen in het perifere zenuwstelsel (d.w.z. buiten de hersenen en het ruggenmerg). Het woord nucleus wordt over het algemeen gebruikt om clusters van neuronen in het centrale zenuwstelsel aan te duiden. De basale ganglia kunnen dus beter als kernen worden beschouwd.
Wat zijn de basale ganglia en wat doen ze?
De afzonderlijke kernen van de basale ganglia hebben elk een eigen rol in de hersenen, maar ze zijn ook met elkaar verbonden tot een netwerk waarvan wordt aangenomen dat het betrokken is bij een verscheidenheid van cognitieve, emotionele en bewegingsgerelateerde functies. De basale ganglia zijn echter het meest bekend om hun rol bij beweging.
De bijdrage van de basale ganglia aan beweging is complex en wordt nog steeds niet volledig begrepen. In feite hebben de basale ganglia waarschijnlijk meerdere bewegingsgerelateerde functies, variërend van het kiezen van acties die waarschijnlijk tot positieve gevolgen zullen leiden tot het vermijden van dingen die aversief kunnen zijn. Maar de basale ganglia worden het meest in verband gebracht met het initiëren en uitvoeren van bewegingen. Volgens een populaire hypothese vergemakkelijken de basale ganglia de gewenste bewegingen en remmen zij ongewenste en/of concurrerende bewegingen.
Om te begrijpen hoe dit zou kunnen werken, denk aan de actie van een hand uitsteken om een potlood op te pakken. Denk eerst aan wat er gebeurt in de momenten voordat je je arm uitsteekt. Hoewel het lijkt alsof er op dat moment weinig bewegingsactiviteit in de hersenen is (omdat u stil zit), zijn uw hersenen voortdurend bezig om ongewenste bewegingen te voorkomen (zoals het onvrijwillig in de lucht steken van uw hand of het plotseling draaien van uw hoofd naar één kant). Er wordt verondersteld dat de basale ganglia een cruciale rol spelen bij dit soort bewegingsremming, en ook bij het loslaten van die remming wanneer je wel een beweging wilt maken (in dit geval naar het potlood reiken).
Nadat de beweging begint, is het ook belangrijk dat spieren die de gewenste beweging tegenwerken ontspannen blijven. Als je bijvoorbeeld je arm uitstrekt om een potlood te pakken, wil je niet dat de spieren die je arm buigen (om hem terug naar je lichaam te bewegen) op hetzelfde moment worden geactiveerd. Men denkt dat de basale ganglia helpen om dit soort tegenstrijdige bewegingen te remmen, waardoor een soepele en vloeiende reikbeweging mogelijk wordt.
De details van hoe basale ganglia activiteit leidt tot het vergemakkelijken van beweging zijn nog steeds een beetje onduidelijk, maar een populaire hypothese (die ik het direct/indirect model zal noemen om redenen die hieronder duidelijk zullen worden gemaakt) suggereert dat er verschillende paden in de basale ganglia zijn die respectievelijk beweging bevorderen en beweging remmen. Het direct/indirect model is gecentreerd rond verbindingen die de basale ganglia (specifiek de globus pallidus en de substantia nigra) vormen met neuronen in de thalamus. Deze thalamische neuronen projecteren op hun beurt naar de motorische cortex (een gebied in de hersenen waar veel vrijwillige bewegingen hun oorsprong vinden) en kunnen via deze verbindingen beweging stimuleren. De basale ganglia remmen echter voortdurend de thalamische neuronen, waardoor deze niet meer met de motorische cortex kunnen communiceren – en zo de beweging remmen.