I

Figuur 5.1 Denkbeeldige functionele circuits (F1, F2, en F3) die binnen eenzelfde structureel netwerk mogelijk
zijn. Donkere gebieden zijn actief. F1: serieel en bottom-up. F2: het lagere niveau heeft rechtstreeks invloed
op het hogere niveau waarbij middenniveaus worden overgeslagen. F3: Het hogere niveau heeft rechtstreeks
invloed op het lagere niveau.
Welk traject door het brein wordt ‘gekozen’ hangt namelijk af van een aantal factoren, zoals
onder andere de specifieke aard van cognitieve operaties, en de mentale inspanning die deze
operaties vergen. In figuur 5.1 worden enkele van deze denkbeeldige trajecten getoond. Bijvoorbeeld,
elementaire processen als waarneming en herkenning van objecten of symbolen
spelen zich vermoedelijk vooral af via zowel parallelle als seriële circuits. Deze circuits zullen
hoofdzakelijk bottom-up worden geactiveerd, hetgeen wil zeggen dat de informatiestroom loopt
van zintuigen via de lagere naar de hogere niveaus. Deze processen zullen doorgaans ook zeer
snel verlopen, omdat zij gebruik maken van reeds gevormde synaptische verbindingen of synchrone
connecties in deze netwerken. Anderzijds lijkt het waarschijnlijk dat verwerkingsprocessen
die bewust en gecontroleerd verlopen − dus: processen die aandacht vragen − een voorkeur
zullen vertonen voor top-down circuits in het brein. Voorbeelden hiervan zijn bewuste retrieval
(‘zoeken in het geheugen’), gefocusseerde aandacht, het oplossen van problemen en het
verwerken van nieuwe of onverwachte informatie. De neurale netwerken die bij dergelijke gecontroleerde
processen betrokken zijn, zullen doorgaans ook een groter gebied in de hersenen
bestrijken, dan de netwerken die geassocieerd zijn met meer elementaire en automatisch verlopende
processen. Experimenteel psychologisch onderzoek heeft tenslotte aangetoond dat bij
langdurige oefening, aandachtige seriële verwerking kan overgaan in automatische parallelle
verwerking. Ook recente neuroimaging studies hebben laten zien dat bij langdurige oefening
van taken, veranderingen in de functionele architectuur van de hersenen (dus: de circuits die
daadwerkelijk door de taak worden geactiveerd) kunnen optreden. Oefening kan bijvoorbeeld
leiden tot een geringere betrokkenheid van attentionele netwerken in de frontale hersengebieden,
waardoor een kleiner gebied in de hersenen word geactiveerd. Het kan ook tot gevolg
hebben dat informatie een meer directe route volgt. Zo kan bijvoorbeeld sensorische input
114