Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Brain Activation by extra-ordinary Subliminal Stimuli, measured with fmri

Dovnload 1.16 Mb.

Brain Activation by extra-ordinary Subliminal Stimuli, measured with fmri



Pagina1/2
Datum05.12.2018
Grootte1.16 Mb.

Dovnload 1.16 Mb.
  1   2


Thesisopdracht: "Brain Activation by extra-ordinary Subliminal Stimuli, measured with fMRI"
Abstract

In the past, some advertisers whose marketing techniques were deceptive and overly manipulative, were called "professional persuaders". They suggested that messages sent to a subject could be more effective if they were presented below the level of conscious awareness. Some researchers developed a machine capable of flashing such unnoticeable, "subliminal messages" within big screen movies. Messages like "Eat Popcorn" and "Drink Coke" were displayed at regular intervals throughout the film for such short durations that they could not be consciously perceived. This subliminal messages resulted in a significant increase in sales of popcorn and coke.

Subliminal or unconscious perception refers to the idea that stimuli presented below the threshold for conscious awareness can influence an individual's thoughts, feelings, or actions. The possibility that an individual can acquire and act on input without being aware of doing so, has stimulated me to do a research project on this subject in combination with functional MRI. The main objective is to differentiate between the possible stimuli and its specific neurological activation.

Fysiologie van de hersenen.
Algemeen

Voor onderstaande gedetailleerde beschrijving is steeds Fig-1 van toepassing.

De hersenen zijn een onderdeel van het centrale zenuwstelsel. Het centrale zenuwstelsel bestaat uit de hersenen, grote hersenen (cerebrum), kleine hersenen (cerebellum), hersenstam (truncus cerebri) en het ruggenmerg (medulla spinalis). Dit verslag beperkt zich voornamelijk tot de fysiologie van de hersenen.


Binnen de schedel zijn de hersenen omgeven door een drietal vliezen. Het binnenste zachte hersenvlies (pia mater), bevat oppervlakkige hersenbloedvaten die het zenuwweefsel voedt. Het middelste vlies is verbonden door bindweefselstrengen met de Pia Mater en wordt de Arachnoidea genoemd. De ruimte tussen Pia Mater en Arachnoidea wordt ookwel Arachnoidale ruimte genoemd en is gevuld met hersenvocht (liquor cerebrospinalis). Het derde vlies is rechtstreeks verbonden met het schedelbot. Dit vlies is gemaakt van stug bindweefsel en wordt ookwel het harde hersenvlies (dura mater) genoemd.
Het hersenvocht dat binnen de archnoidale ruimte de hersenen omspoelt, is afkomstig uit de hersenholten (ventrikels), alwaar het gevormd wordt door de Plexus Choroideus. Een mens heeft vier ventrikels. Het vierde ventrikel bezit twee openingen opzij, genaamd Aperturae Laterales (foramina van Luschka) en een in het midden genaamd Apertura Mediana (foramen van Magendie). Met deze 3 holten staat het vierde ventrikel in verbinding met de archanoidale ruimte en op deze plaatsen kan de liquor geproduceerd in alle ventrikels, de hersenholten verlaten in de richting van de arachnoidale ruimte. Het vierde ventrikel staat in verbinding met het derde ventrikel door middel van een nauw kanaal, de Aquaductus Cerebri (Sylvius). Het derde ventrikel staat via de Foramina Interventricularia (Monro) in verbinding met de grote zijventrikels (eerste en tweede ventrikel).
Uiterst craniaal in de schedel bevindt zich de Sinus Sagitalis Superior welke opgenomen is in de Dura Mater. Deze sinus maakt onderdeel uit van het veneuze systeem van de bloedsomloop. Op verschillende plaatsen wordt de wand van deze sinus doorboordt door gaatjes, genaamd Granulae (villi) Arachnoidalis. Hier kan de liquor weer draineren naar de bloedsomloop, zodat in feite het hersenvochtdoor de ventrikels en de arachnoidale ruimte circuleert. Het principe van deze drainage is niet bekend. Wel heeft het iets van een kleppensysteem, waardoor de liquor maar in een richting kan passeren. De archanoidale ruimte in de Medulla Spinalis draineert niet rechtstreeks naar de bloedsomloop maar op het lymfvatensysteem welke de medulla omgeeft.



Fig-1: Circulatie van Cerebrospinal Fluid (CBF)
De gemiddelde druk in de arachnoidale ruimte is 1,6 kPa (12 mm HG). De pulsaties in de slagaders hebben drukstijging en drukdaling in deze ruimte tot gevolg. Deze drukvariatie wordt opgevangen door afvloeiing naar het veneuze systeem.
Hypothalamus

De hypothalamus vormt de onderste laag en de bodem van de tussenhersenen, met onder andere de kruising van de oogzenuwen (chiasma opticum) en de hypofysesteel. Hij beinvloed niet alleen het vegetatief-nerveuze systeem, maar via zijn verbindingen met de hypofyse ook het endocrien-vasculaire systeem, en coordineert beiden.

De hypothalamus produceert een endogeen membraan (Na+) K+ ATPase inhibitor digoxin. Digoxin kan meerdere neurotransmitter systemen regelen. Het is aangetoond dat Digoxin o.a. een rol speelt in het onthouden van beelden, korte termijn geheugen en het sturen van subliminale perceptie (Int J Neurosci. 2003 Jun;113(6):815-20).
Liquor Productie

De productie van liquor vindt ten dele plaats door actieve transportprocessen, ten dele door ondersteunende diffusie. Per dag wordt ongeveer 500 ml (0,35 ml/min) vloeistof gevormd.


Functie van Liquor

De Pia Mater blijkt geen barriere te vormen tussen extracellulaire hersenvloeistof en de liquor in de arachnoidale ruimte. Metabolieten en eventuele andere stoffen die vanuit het bloed de bloed-hersenbarriere kunnen passeren, kunnen derhalve via de liquor cerebrospinalis worden afgevoerd. De liquor ruimte wordt wel beschouwd als een buffer die tijdelijke verstoringen in de samenstelling van de extracellulaire hersenvloeistof kan opvangen.

Een tweede functie is dat liquor het centrale zenuwstelsel tegen mechanisch geweld beschermd. De dichtheid van hersenweefsel is weinig hoger dan dat van de liquor. Hersenen zijn hierdoor als het ware zwevend opgehangen in het hersenvocht. Het gewicht van de hersenen (ca. 1400 g in lucht) wordt in de liquor gereduceerd tot ca. 50 g.

De bescherming tegen mechanisch geweld is echter beperkt. Te sterk mechanisch geweld wordt wel degelijk op de hersenen overgebracht en kan leiden tot functionele verschijnselen zoals hersenschudding (commotio cerebri), tijdelijk bewustzijnsverlies, hoofdpijn, misselijkheid, braken. Bij Contusio Cerebri treden morfologische beschadigingen op. Dit gaat gepaard met een langer durende bewusteloosheid en er kunnen zich ernstigere motorische en/of sensorische stoornissen voordoen. Meestal is in dit geval bloed aantoonbaar in de liquor!


Hydrocephalus

Wanneer de afvloed van liquor is belemmerd, dan ontstaat een hydrocephalus (waterhoofd). Is de afvloed door de Granulae Arachnoidalis gestoord dan ontstaat een hydrocephalus Externus. Is de afvloed door de Aquaductus Cerebri of via de Aperturae Lateralis en Mediana belemmerd, dan vormt zich een hydrocephalus internus.


Bloedvaten

De hersenen worden door vier grote arterien verzorgd, namelijk twee aa. carotides internae en twee aa. vertebrales. De a. carotis interna verdeelt zich uiteindelijk in twee grote eindtakken genaamd de a. cerebri anterior en de a. cerebri media. De a. cerebri media loopt zijwaarts van de sulcus lateralis en deelt zich ter hoogte van de fossa lateralis in meerdere grote takken die zich uitbreiden over het zijoppervlak van de betreffende hersenhemisfeer.

De beide aa. vertebrales die uit de twee aa. subclaviae komen, gaan door het foramen Magnum de schedelholte binnen. Hier vormt een afsplitsing in de a. basilaris. De uiteindelijke aftakkingen van de aa. vertebrales zorgen voor de doorbloeding van het cerebellum, plexus choroideus van het vierde ventrikel, lateraal vlak van de medulla spinalis en pons en zenusbanen zoals nervus facialis en de nervus vestibulocochlearis.

Ter hoogte van de hersenbasis bevindt zich ook nog een soort circel, genoemd de circulus arteriosus cerebri (Willis) die een gesloten arteriele ring vormt.

Het cappilairennet is in de grijze hersenstof zeer dicht en in de witte stof zijn de mazen wijder.

Bij plotselinge afsluiting van een arterie door een thrombus, luchtbel of embolie in de bloedstroom, dan gaat het hersengebied in het verzorgingsgebied van deze arterie ten gronde. De zogenoemde anastomosen (soort collateralen) zijn niet in staat om de plotselinge afsluiting van deze arterie op te vangen door extra bloedtoevoer. Vaak betreft het in zulke gevallen de a. cerebri media.


Opname en Verwerking van Prikkels

Voor onderstaande gedetailleerde beschrijving is steeds Fig-2 van toepassing.

Met de zintuigen nemen we uit de omgeving zeer veel informatie (1.000.000.000 bit/s --> 125 MegaByte/s) op, maar slechts een klein deel hiervan (10 tot 100 bit/s --> 1,25 - 12,5 Byte/s) bewust. De rest wordt of onderbewust verwerkt of helemaal niet gebruikt. Er wordt dus belangrijke interessante informatie voor de hersenschors (bewustzijn) uitgekozen. Omgekeerd geven we via spraak en motoriek (mimiek) informatie (10.000.000 bit/s --> 1,25 MegaByte/s) aan de omgeving af. Bit is een maat voor de informatie-inhoud en bit/s dus voor de informatiestroom. Een letter heeft ongeveer 4,5 bit en een bladzijde ongeveer 1000 bit. Wordt deze bladzijde in 20 s gelezen, dan wordt 1000 / 20 = 50 bit/s opgenomen. Een TV-beeld draagt meer dan 1.000.000 bit/s (125 KiloByte/s) over.



Prikkels komen in verschillende energievormen bij het lichaam (elektromagnetische energie bij gezichtsprikkels, mechanische energie via tast). Voor deze prikkels zijn er specifieke receptoren (sensoren) die over het gehele lichaam verspreid zijn


Fig-2: Opname, bewustmaking en afgifte van informatie
Voor onderstaande gedetailleerde beschrijving zijn steeds Fig-3 en Fig-4 van toepassing.

Bij prikkelopname kiest om het zo maar te zeggen de receptor uit de informaties van de omgeving precies de voor hem geschikte uit. De drukreceptoren van de huid als voorbeeld geven informatie over de aard van de druk. In de receptor verandert de prikkel de membraaneigenschappen van de receptorcel, wat terplaatse leidt tot het ontstaan van een receptor-potentiaal. Hierbij geldt dat hoe sterker de prikkel des te hoger de receptor-potentiaal. Bereikt deze een bepaalde drempelwaarde dan wordt een actiepotentiaal (AP) opgewekt die in de zenuw verder wordt geleid. De oorspronkelijke informatie is dus nu omgezet in de vorm van gecodeerde frequentie (impulsen/s). Hoe hoger de frequentie hoe meer overdrachtsstof (transmitterstof) daar wordt vrijgemaakt.



De codering in frequentievorm heeft het voordeel dat het bericht met meer zekerheid wordt overgebracht dan wanneer de hoogte van de actiepotentiaal als informatiedrager dient. Over lange geleidingsafstanden (>1m) bij de mens zou de potentiaal hoogte gemakkelijk veranderd, en daardoor het bericht getransformeerd kunnen worden. Hiervan heeft de AP in de vorm van gecodeerde frequentie minder last van.


Fig-3: Prikkelverwerking en Informatieverwerking


Fig-4: Relatie tussen prikkel, receptor en actiepotentiaal
Voor onderstaande gedetailleerde beschrijving is steeds Fig-5 van toepassing.

De verwerking van een visuele prikkel gaat net even wat anders. Door de lichtprikkel ontstaat in de receptoren van de retina een secundaire receptorpotentiaal. Daarbij wordt de negatieve membraanpotentiaal nog negatiever en wel des te meer naarmate de prikkel sterker is. In tegenstelling tot andere receptoren leidt een visuele prikkel hier tot een hyperpolarisatie. Aan deze secundaire receptorpotentiaal die op een afname van het Na+ geleidingsvermogen van de receptormembraan berust, gaat een schommeling van de primaire receptorpotentiaal vooraf. Hieraan liggen geen ionenbewegingen ten grondslag, maar andere ladingsverschuivingen in de buitenste gedeelten van de staafjes. Een voldoende hoog receptorpotentiaal wekt via bemiddeling van de bipolaire cellen in de gangliencel (gezichtszenuw) AP'en op, waarvan de frequentie stijgt met de hoogte van de receptorpotentiaal.




Fig-5: Receptorpotentialen, actiepotentialen van de retina
  1   2

  • Fysiologie van de hersenen. Algemeen
  • Hypothalamus
  • Liquor Productie
  • Hydrocephalus
  • Opname en Verwerking van Prikkels

  • Dovnload 1.16 Mb.