Het menselijk brein is in feite een chaotische luchthaven van gedachten, die voortdurend gelijktijdige vluchten beheert, zoals het onthouden van aanwijzingen, het besturen van een voertuig en het in paniek raken over een plotselinge wegafsluiting. Een belangrijke speler in deze luchtshow is de frontopariëtale cortex, het informatieknooppunt van de hersenen, dat fungeert als een overwerkte luchtverkeersleider. Nieuw onderzoek van de Universiteit van Iowa heeft nu onthuld dat dit knooppunt geen rigide schakelbord is, maar een flexibel netwerk dat zijn verbindingen verandert op basis van wat er op dat moment nodig is.

Met behulp van experimenten die computationele modellering combineerden met hersenscans, ontdekten de onderzoekers dat de frontopariëtale cortex niet op een vaste manier met de rest van de hersenen communiceert. In plaats daarvan verschuiven de verbindingen afhankelijk van het type informatie dat nodig is tijdens verschillende stadia van een beslissing. De bevindingen, gepubliceerd in het Journal of Neuroscience, zouden toekomstig onderzoek naar neurologische en psychiatrische aandoeningen zoals ADHD en schizofrenie kunnen sturen, waar deze informatie-uitwisseling misschien een beetje hapert.

"Onze studie toont in meer detail aan hoe de frontopariëtale cortex werkt - wat voor soort informatie het uit andere systemen haalt en hoe het zijn connectiviteitspatroon gebruikt om informatie die uit verschillende hersengebieden binnenkomt te integreren," zegt Kai Hwang, universitair hoofddocent bij de afdeling Psychologische en Hersenwetenschappen en corresponderende auteur van de studie. "Dat is de belangrijkste bijdrage."

Een groter beeld opbouwen uit onvolledige informatie

In een studie uit 2025 ontdekten Hwang en zijn collega's dat de frontopariëtale cortex een doorlopende samenvatting op hoog niveau ontwikkelt van informatie die elders in de hersenen vandaan komt. Het evalueert binnenkomende signalen, inclusief onvolledige of onzekere informatie, combineert ze tot een nuttiger algemene representatie en helpt vervolgens andere hersengebieden richting een passende reactie te sturen. "Het is alsof andere hersengebieden niet alle informatie hebben, dus sturen ze wat ze hebben naar de frontopariëtale cortex voor begeleiding," legt Hwang uit.

Om te zien hoe aanpasbaar dit knooppunt is, rekruteerden de onderzoekers 38 deelnemers in de leeftijd van 18 tot 35 jaar. Deelnemers leerden verbanden tussen verschillende combinaties van kleuren, gezichten en scènes en specifieke reacties, zoals het indrukken van een knop met de wijs- of middelvinger van beide handen. Vervolgens veranderden de onderzoekers de regels en introduceerden ze onzekerheid. Deelnemers moesten herkennen dat de associaties waren veranderd, nieuwe leren en correct reageren. "Als ze het altijd goed hebben, weten ze dat ze de juiste associatie hebben gemaakt, maar zodra ze het fout beginnen te doen, moeten ze raden: 'Oh, is de context veranderd, of heb ik de kleur niet duidelijk gezien?' Dat creëert onzekerheid," zegt Hwang.

Het team combineerde gedragsgegevens met functionele MRI-scans en ontwikkelde een computationeel model dat signalen uit verschillende hersengebieden scheidde, waardoor onthuld werd hoe de frontopariëtale cortex die informatie samenbracht. "In plaats van simpelweg actiever te worden tijdens moeilijke taken, zagen we hoe dit netwerk dynamisch verandert hoe het communiceert met andere hersengebieden, afhankelijk van welke informatie nodig is in elke fase van een beslissing," zegt Hwang.

Mogelijke verbanden met ADHD en andere stoornissen

De bevindingen zouden uiteindelijk kunnen bijdragen aan onderzoek naar psychiatrische stoornissen die het moeilijker maken om gedrag aan te passen wanneer omstandigheden veranderen, zoals te luid praten in een bibliotheek of moeite hebben met het beheersen van impulsen. "Dit zijn situaties waarin mensen moeite hebben met het reguleren van hun gedrag. Dat is voor mij een integratieprobleem. Als die integratiefunctie niet goed werkt, dan zou dat zeer waarschijnlijk kunnen betekenen dat ze niet de juiste context hebben gebruikt om hun gedrag te reguleren," zegt Hwang.

Stephanie Leach, een zesdejaars promovenda in het lab van Hwang, leidde de experimenten en was medeverantwoordelijk voor de voorbereiding van het manuscript. "De kans om dit onderzoek uit te voeren is bijzonder lonend geweest, omdat het me in staat heeft gesteld om"