We zijn gewend om de hersenen voor te stellen als een gigantisch netwerk van neuronen, waar informatie via synapsen van cel tot cel wordt doorgegeven. Maar dat beeld is mogelijk onvolledig. Onderzoekers van het Picower Instituut bij MIT stellen voor om er nog een niveau aan toe te voegen: de hersenen zouden informatie kunnen verwerken met behulp van elektrische golven die zich over de cortex verspreiden.
In augustus 2026 presenteerden Earl Miller, Scott Brincat en Jefferson Roy in The Journal of Neuroscience een theorie over analoge cognitie en bewustzijn. Volgens die theorie kunnen lopende hersengolven snel miljoenen neuronen verenigen in werkende ensembles en hun interactie herstructureren zonder dat elke keer de synaptische verbindingen zelf hoeven te veranderen.
Synapsen blijven daarbij het fundament van het hersenwerk. Maar ze zijn relatief stabiel, terwijl de situatie om ons heen elke seconde verandert. De hersenen moeten onmiddellijk zicht, geluiden, lichaamsgevoelens, geheugen en huidige doelen verbinden. De auteurs veronderstellen dat juist golven het mogelijk maken om snel de functionele configuratie van het bestaande neurale netwerk te wijzigen.
Dit idee sluit goed aan bij de observatie dat neuronen zelden maar één functie hebben. Dezelfde cel kan deel uitmaken van verschillende ensembles, afhankelijk van de taak. Daarom is niet alleen de vraag welke neuron actief is belangrijk, maar ook met wie het op dat moment samenwerkt.
Een van de mechanismen voor zo'n coördinatie kunnen interacties tussen hersengolven zijn. Langzamere alfa- en bèta-oscillaties kunnen de snelle gamma-activiteit beïnvloeden, die verband houdt met de verwerking van sensorische informatie. Daarbij kunnen ritmes zich over de cortex verspreiden als lopende golven, die achtereenvolgens de werkomstandigheden van neuronen op hun pad veranderen.
Het meest ongebruikelijke deel van de theorie begint waar deze golven elkaar ontmoeten.
Net als gewone fysische golven kunnen ze elkaar overlappen: op sommige plaatsen versterken, op andere verzwakken. Er ontstaat een complex ruimte-tijdpatroon. Miller en zijn collega's veronderstellen dat zo'n interferentie niet alleen een bijproduct van het hersenwerk kan zijn, maar een deel van het rekenproces zelf.
Je kunt het je voorstellen als kringen in het water. Als je meerdere stenen in een vijver gooit, kruisen de golven elkaar en creëren een nieuw patroon, hoewel de bodem en de oevers hetzelfde blijven. Op vergelijkbare wijze kunnen de hersenen snel nieuwe functionele configuraties creëren zonder het hele neurale netwerk fysiek te herstructureren.
Nog interessanter is de mogelijkheid van terugkoppeling. Neuronen creëren elektrische velden, maar die velden kunnen op hun beurt de activiteit van andere neuronen beïnvloeden – een fenomeen dat bekend staat als ephaptische interactie. Zo ontstaat een gesloten dynamisch systeem: neuronen vormen golven, golven organiseren neuronen, en de veranderde activiteit creëert nieuwe golven.
Hier komt de theorie uit bij het probleem van het bewustzijn.
De auteurs veronderstellen dat lopende golven helpen om lokale hersenprocessen te verenigen in een grootschalige coherente toestand. Dan zou bewustzijn niet alleen afhangen van welke informatie in de neuronale activiteit zit, maar ook van hoe die activiteit in tijd en ruimte is georganiseerd.
In het voordeel van zo'n idee spreken onder andere onderzoeken naar algemene anesthesie. Verschillende anesthetica werken op verschillende moleculaire doelwitten, maar bewustzijnsverlies gaat gepaard met verstoring van de grootschalige organisatie van hersengolven. Dit bewijst niet dat golven bewustzijn creëren, maar wijst erop dat hun coherente dynamiek een belangrijke voorwaarde kan zijn voor de bewuste toestand.
Voorlopig is dit precies een theorie, geen bewezen mechanisme van bewustzijn. Onderzoekers moeten nog aantonen dat interferentie van hersengolven daadwerkelijk analoge berekeningen uitvoert, en niet alleen het werk van neurale netwerken begeleidt.
Maar als de hypothese wordt bevestigd, zal ze de kijk op de hersenen aanzienlijk veranderen. Dan zal het voor het begrijpen van het denken niet voldoende zijn om alleen neuronen, synapsen en afzonderlijke cortexgebieden te bestuderen. Men zal ook rekening moeten houden met de fysica van het zenuwweefsel zelf – elektrische velden, ritmes en de beweging van golven.
En misschien zal de belangrijkste vraag van de bewustzijnswetenschap geleidelijk veranderen. In plaats van te zoeken naar de plaats in de hersenen waar het bewustzijn zich bevindt, zullen onderzoekers steeds vaker vragen welk dynamisch patroon het mogelijk maakt dat miljarden cellen voor een moment één geheel worden.
In dit beeld blijken de hersenen niet zomaar een netwerk dat signalen doorgeeft. Ze lijken op een voortdurend veranderend golflandschap, waar de dynamiek van de elektrische activiteit zelf deel kan uitmaken van de berekening.
