Ik zou nog een stukje schrijven over wat mijn onderzoek nou precies inhoudt.
Mijn onderzoeksgebied is menselijke bewegingssturing. Eerst wat achtergrond info: mensen sturen hun spieren aan vanuit het centrale zenuwstelsel (de hersenen en zenuwbanen in het ruggemerg). Er gaat niet alleen informatie naar de spieren toe maar in de spieren en gewrichten zitten sensoren die constant informatie terug naar het centraal zenuwstelsel sturen. Die sensorische informatie wordt gebruikt om de motor commando's aan te passen. Op die manier onstaat een gesloten-lus systeem: er is geen begin en geen einde. Dit klinkt misschien vrij simpel maar in werkelijkheid zitten wij toch behoorlijk ingewikkeld in elkaar.
Veel onderzoekers (o.a. mijn begeleiding) hebben technieken ontwikkeld om onze bewegingssturing te 'meten'. Niet alleen bij normale, gezonde mensen maar ook bij mensen die door een neurologische aandoening problemen hebben met bewegen. Daarbij wordt vaak gekeken naar reflexen, een relatief simpele manier van bewegingen aansturen (denk aan de kniepees reflex). Als je goed gaat kijken zijn die reflexen toch best heel ingewikkeld. Zo kunnen wij onze reflexen aanpassen aan verschillende omstandigheden. Denk bijvoorbeeld aan het verschil tussen lopen met een vol kopje koffie of een boormachine stabiliseren. Als je met dat kopje koffie zijn je reflexen slap afgesteld, zodat je soepel meebeweegt met een eventuele verstoring, met die boormachine moet je veel minder meegaand, stijver, zijn, als je dan soepel meebeweegt met een verstoring krijg je nooit een net gat in de muur.
Dat afstellen van de reflexen gaat vanuit de hersenen, en dan komen we bij mijn onderzoeksproject. De koppeling tussen hersenen en spieren wordt in het onderzoek naar menselijk bewegen en reflexen vaak niet meegenomen. Simpelweg omdat het probleem er veel ingewikkelder door wordt. Voor het complete plaatje is het echter wel nodig. Ik ga stappen zetten om de hersenen meer onderdeel van het plaatje te maken. Ik onderzoek de koppeling tussen de hersenen en de spieren. Het doel is om die koppeling te kwantificeren en karakteriseren.
Dat karakteriseren doen we door metingen te doen terwijl proefpersonen simpele taakjes uitvoeren. Ze moeten bijvoorbeeld een constante kracht uitoefenen op een hendel terwijl die hendel heen en weer beweegt, of omgekeerd: ze moeten de positie van de hendel op dezelfde plek houden terwijl we aan de hendel duwen en trekken. Ondertussen meten we de elektrische signalen van de spieren (EMG) en de hersenen (EEG). Dan komt er een wiskundige trukendoos om de hoek kijken waarmee we de verschillende signalen aan elkaar relateren en op die manier de koppeling tussen hersenen en spieren kwantificeren.
Uitdagingen en moeilijkheden zijn er dan genoeg. Die gesloten lus bijvoorbeeld: de koppeling werkt twee kanten op, van hersenen naar spieren en van spieren naar hersenen. Voor een goede karakterisatie moeten die twee paden uit elkaar gehaald worden. Verder zijn de bouwstenen van ons zenuwstelsel erg ingewikkeld (niet-linear) en daardoor lastig in wiskunde te vangen. Er zijn wiskundige technieken nodig die dat aankunnen, die de boel niet oversimplificeren, anders is de karakteristatie natuurlijk niet zo betrouwbaar. Deze uitdagingen geven mij wel genoeg werk voor de resterende ruim 3 jaar van mijn promotie.
