Wat is een connectoom? Het bedradingsschema van het brein en alle hersenen die tot nu toe in kaart zijn gebracht

Connectoom: een complete kaart van de neuronen in een brein en de verbindingen ertussen.

Connectomica: de wetenschap van het in kaart brengen en bestuderen van connectomen.

Neuron: een zenuwcel die elektrische en chemische signalen doorgeeft aan andere cellen.

Synaps: een verbinding tussen twee neuronen, waar de ene het signaal doorgeeft aan de volgende.

Axon: de lange uitloper waarmee een neuron signalen naar andere cellen stuurt.

Elektronenmicroscopie (EM): beeldvorming met een bundel elektronen in plaats van licht, scherp genoeg om afzonderlijke synapsen te zien.

Nakijken (proofreading): het controleren en corrigeren van de manier waarop een computer neuronen door hersenbeelden heen volgt, van oudsher het traagste en duurste onderdeel van het in kaart brengen.

Neuroplasticiteit: het vermogen van het brein om zijn verbindingen in de loop van de tijd te veranderen, waardoor we leren en herinneringen vormen.

Whole brain emulation: het draaien van een nauwkeurig model van een specifiek brein op een computer, ook wel het uploaden van een geest (mind uploading) genoemd.

Een connectoom is het bedradingsschema van het brein. Het legt vast welke neuronen er zijn, waar ze zitten en met welke andere neuronen elk ervan is verbonden. In de meest gedetailleerde vorm toont het elke afzonderlijke synaps, de piepkleine overgangen waar het ene neuron een signaal doorgeeft aan een ander. Denk aan een stadsplattegrond die niet alleen elke straat laat zien, maar ook elke oprit, elke deur en welke deuren op welke straten uitkomen.

Het woord wordt op verschillende schaalniveaus gebruikt. Een neuraal connectoom brengt individuele neuronen en hun verbindingen in kaart en is alleen gemaakt voor kleine dieren en kleine stukjes zoogdierenbrein. Een macroschaal- of functioneel connectoom brengt de hoofdwegen tussen hersengebieden in kaart, met MRI-scans van levende mensen, met een resolutie van millimeters. Een chemisch connectoom voegt toe welke neuronen elk van de vele stoffen afgeven en erop reageren die de werking van hersencircuits veranderen, en vanaf 2025 heeft alleen de worm C. elegans er een (Wikipedia: Connectoom).

De termen connectoom en connectomica werden in 2005 onafhankelijk van elkaar geïntroduceerd door de neurowetenschappers Olaf Sporns, van Indiana University, en Patric Hagmann, van het universitair ziekenhuis van Lausanne in Zwitserland. Beiden vormden het woord naar het voorbeeld van genoom, geïnspireerd door de poging van het Human Genome Project om het hele menselijke DNA te lezen. Als het genoom de complete set genetische instructies is, dan is het connectoom de complete set neurale verbindingen.

Het woord bereikte een breed publiek via neurowetenschapper Sebastian Seung, die in 2010 een TED-talk gaf met de titel I am my connectome, waarin hij betoogde dat wie we zijn is vastgelegd in onze neurale verbindingen. In 2012 volgde een boek, Connectome: How the Brain's Wiring Makes Us Who We Are (Wikipedia: Connectoom). Seung hielp later FlyWire leiden, het project dat het complete brein van de volwassen fruitvlieg in kaart bracht.

De standaardmethode kent vier stappen. Eerst wordt het brein of een stukje ervan geconserveerd en gekleurd, zodat celmembranen goed zichtbaar worden. Daarna wordt het in duizenden plakjes gesneden, elk veel dunner dan een mensenhaar, of laag voor laag weggeschaafd. Vervolgens wordt elk plakje met een elektronenmicroscoop gefotografeerd, scherp genoeg om afzonderlijke synapsen te zien. Ten slotte voegen computers de beelden samen tot een driedimensionaal volume en volgen ze elk neuron van plakje naar plakje, waarna mensen het getrokken pad op fouten controleren.

Die laatste stap, het nakijken, is de bottleneck geweest. Een computer die één neuron voor één plakje kwijtraakt, kan twee cellen samenvoegen of één cel in tweeën splitsen, en die fouten werken door in de hele kaart. Bij de volwassen fruitvlieg waren honderden wetenschappers en vrijwilligers er enkele jaren mee bezig. AI heeft het volgen veel nauwkeuriger gemaakt, en nieuwe methoden willen het controlewerk nog verder terugbrengen.

Verschillende van die methoden vervangen elektronenmicroscopen door licht. Een aanpak die is ontwikkeld in het lab van Jeff Lichtman aan Harvard, Brainbow genoemd, markeert individuele neuronen met meer dan 100 verschillende kleuren, zodat ze uit elkaar te houden zijn. Een andere, voorgesteld door Anthony Zador van Cold Spring Harbor Laboratory, voorziet elk neuron van een unieke DNA-barcode en leest de verbindingen af door sequencing. De PRISM-methode van E11 Bio combineert eiwitbarcodes, weefsel dat fysiek wordt uitgerekt zodat gewone lichtmicroscopen fijne details kunnen zien, en AI die zijn eigen werk controleert. E11 Bio zegt dat PRISM het in kaart brengen tot 100 keer goedkoper zou kunnen maken (Asimov Press).

Bij elk project minder lang, en dat is de belangrijkste trend in het vakgebied. Het eerste connectoom, de 302 neuronen van de worm C. elegans, kostte meer dan tien jaar handmatig natrekken van elektronenmicroscoopbeelden voordat het in 1986 werd gepubliceerd. De volwassen fruitvlieg, met bijna 140.000 neuronen, kostte het FlyWire-consortium enkele jaren, met honderden wetenschappers en vrijwilligers die het werk van de computer controleerden. De MICrONS-kubieke-millimeter muizenbrein kostte meer dan 150 onderzoekers ongeveer zeven jaar (Allen Institute).

Lees die tabel van boven naar beneden en de versnelling is duidelijk. Elke nieuwe kaart is veel groter dan de vorige, vaak honderden keren, en kost evenveel jaren of minder. De oorzaken zijn snellere microscopen, goedkopere opslag en vooral AI die neuronen door duizenden beelden heen kan volgen met steeds minder fouten. Als die trend aanhoudt, is een compleet zoogdierenbrein een kwestie van jaren, niet van generaties.

De geschiedenis van de connectomica is een verhaal van een trage start en een plotselinge versnelling. Het duurde tientallen jaren om van één worm naar één insect te komen, en maar enkele jaren om van het kleine insectenbrein naar stukken van zoogdieren- en mensenbrein te gaan.

Twee van die kaarten springen eruit. De volwassen fruitvlieg is het grootste complete brein dat ooit in kaart is gebracht, en het is het eerste complexe brein waarvan het bedradingsschema is omgezet in een werkend model: een computersimulatie op basis van de kaart voorspelde welke neuronen zouden vuren wanneer de vlieg suiker proefde en hoe dat het eten aanstuurde, en experimenten met echte vliegen bevestigden dat (Nature). De MICrONS-muizenkaart is belangrijk omdat de wetenschappers de activiteit van de neuronen opnamen terwijl de muis video's keek, en daarna de bedrading van diezelfde neuronen in kaart brachten, waardoor ze koppelden wat het circuit doet aan hoe het is opgebouwd.

Enorm. Een menselijk brein heeft ongeveer 86 miljard neuronen (PNAS) en in de orde van 100 biljoen synaptische verbindingen. Ter vergelijking: het menselijk genoom telt ongeveer 3 miljard basenparen, dus een connectoom bevat tienduizenden keren meer verbindingen dan een genoom letters telt. De ene kubieke millimeter menselijke cortex die Harvard en Google in kaart brachten, een stukje ter grootte van een half rijstkorrel dat bij een patiënt werd weggenomen tijdens een epilepsieoperatie, leverde 1.400 terabyte aan data op.

De wetenschappers achter die kaart schatten dat een heel muizenbrein ongeveer 1.000 keer zoveel data zou opleveren (ScienceDaily), en een menselijk brein is meer dan duizend keer groter dan een muizenbrein. Dat maakt een volledig menselijk connectoom, op dezelfde manier in beeld gebracht, veel groter dan welke dataset ooit is opgeslagen. Maar de geschiedenis van het sequencen van genomen is een nuttige leidraad: het eerste menselijke genoom kostte ongeveer 13 jaar en miljarden dollars, en tegenwoordig kan er een in één dag worden gelezen voor een paar honderd dollar. De connectomica staat nu waar de genomica stond vóór de grote kostendaling.

Er is ook een hardere grens. Een connectoom op neuronniveau kan nu alleen worden gemaakt van geconserveerd weefsel, en bij een groot dier betekent dat: na de dood. Niet-invasieve beeldvorming kan afzonderlijke neuronen alleen aan het werk zien bij kleine, bijna doorzichtige dieren, zoals zebravislarven. Geen enkele technologie kan nu elke synaps in een levend menselijk brein uitlezen.

De meeste neurowetenschappers denken dat herinneringen, althans grotendeels, zijn opgeslagen in het patroon en de sterkte van de verbindingen tussen neuronen. Als je iets leert, worden sommige synapsen sterker, andere zwakker en ontstaan er nieuwe. Dat is neuroplasticiteit, en het betekent dat je connectoom niet vaststaat: het verandert elke dag en verschilt van dat van ieder ander, zelfs van dat van een eeneiige tweeling.

Dat is de gedachte achter Seungs stelling dat jij je connectoom bent. Als die klopt, dan zou een voldoende gedetailleerde kaart van je verbindingen je herinneringen, je vaardigheden en je persoonlijkheid bevatten, en dat is precies waarom de connectomica de basis vormt van het uploaden van een geest. In onze gids over het uploaden van een geest in 2026 lees je hoe een kaart een werkende geest zou kunnen worden.

Het bedradingsschema is waarschijnlijk niet het hele verhaal. De sterkte van elke synaps, de stoffen die de werking van circuits veranderen en de steuncellen rond neuronen spelen allemaal een rol, en daarom spreken wetenschappers ook over chemische connectomen en opnames van activiteit. Maar de resultaten bij de vlieg zijn opvallend: een model dat vooral op bedrading was gebouwd, voorspelde echt gedrag. Dat wijst erop dat het connectoom veel meer bevat van wat een brein tot dat brein maakt dan sceptici verwachtten.

Het Human Connectome Project is een grote inspanning, gefinancierd door de Amerikaanse National Institutes of Health en vooral geleid door een consortium van Washington University in St. Louis en de University of Minnesota, om de verbindingen tussen gebieden van het gezonde menselijke brein in kaart te brengen met MRI-scans van levende vrijwilligers. Het werkt op macroschaal en meet de hoofdbanen tussen hersengebieden in millimeters, niet individuele neuronen.

Dat maakt het heel anders dan de vlieg- en muizenkaarten. Het kan geen enkele synaps laten zien, maar het kan bij levende mensen, in grote aantallen en herhaald in de tijd. De gegevens hebben wetenschappers geholpen te begrijpen hoe hersennetwerken van persoon tot persoon verschillen en veranderen met leeftijd en ziekte. Artsen zijn zelfs begonnen connectoomkaarten te gebruiken om hersenoperaties en hersenstimulatie te plannen, een aanpak die in 2012 voor het eerst connectomische chirurgie werd genoemd.

De volgende grote mijlpaal is een complete kaart op neuronniveau van een muizenbrein, met ongeveer 70 miljoen neuronen. Het zou het eerste complete zoogdierconnectoom zijn, en muizen delen een groot deel van hun hersenorganisatie met mensen. De Amerikaanse overheid werkt er al tien jaar naartoe: het inlichtingenonderzoeksagentschap IARPA startte in 2016 het MICrONS-project om één kubieke millimeter muizencortex in kaart te brengen, en de NIH lanceerde in 2023 een programma van $150 miljoen, BRAIN CONNECTS, om hulpmiddelen te bouwen voor het in kaart brengen van hele hersenen.

E11 Bio wil binnen ongeveer vijf jaar een heel muizenbrein in kaart brengen, voor ongeveer $100 miljoen, met zijn goedkopere PRISM-methode (Asimov Press). En Eon Systems, de startup die in maart 2026 meldde een model van een heel vliegenbrein in een gesimuleerd lichaam te hebben laten draaien, zegt dat het muizenbrein het volgende doel is (The Decoder). Als een heel muizenbrein in kaart wordt gebracht en als werkend model draait, zal het argument dat een menselijk brein gekopieerd kan worden heel moeilijk te weerleggen zijn.

Connectomen zijn in de eerste plaats belangrijk voor de geneeskunde. Van veel hersenaandoeningen wordt gedacht dat er circuits bij betrokken zijn die anders zijn bedraad of anders werken, en kaarten van die circuits helpen wetenschappers aandoeningen van epilepsie tot depressie te begrijpen en behandelingen te plannen. Ze zijn ook belangrijk voor kunstmatige intelligentie: het brein is nog steeds de enige algemene intelligentie die we kennen, en de bedrading is een wegwijzer voor hoe intelligentie efficiënt gebouwd kan worden.

En ze zijn belangrijk voor de oudste menselijke vraag van allemaal: wat er met ons gebeurt. In oktober 2026 zei Mustafa Suleyman, CEO van Microsoft AI, dat Larry Page, medeoprichter van Google, hem ooit vertelde dat hij verwachtte tegen het einde van de eeuw als iets dat de mens overstijgt de sterrenstelsels te verkennen, en Elon Musk reageerde dat Page wel eens gelijk kan hebben. In onze gidsen over digitale onsterfelijkheid en de Von Neumann-sonde lees je wat het plan inhoudt. Elke versie ervan hangt af van de connectomica: je kunt geen geest kopiëren die je niet in kaart kunt brengen.

Zelfs een perfecte kaart van je brein is een kaart, geen memoires. Er staat niet in welke herinneringen voor jou het belangrijkst waren, waarom je de keuzes maakte die je maakte, of wat je kleinkinderen volgens jou moeten weten. Dat kun alleen jij zeggen, in je eigen woorden, en de enige manier om te zorgen dat het bewaard blijft is het vandaag vast te leggen.

Dat is een Persona: een AI-evenbeeld van jou, gebouwd van je eigen herinneringen en je eigen gekloonde stem, waarmee je familie kan praten en die ze kan horen nadat je bent overleden. Je bouwt je Persona door te praten, vragen te beantwoorden en verhalen te vertellen, met je stem of door te typen, en je Persona leert van elk gesprek. Bouwen is gratis: je krijgt 25 herinneringen zonder kaart en zonder tijdslimiet, en je gratis build verloopt nooit. Betaalde abonnementen beginnen bij US$14.99 per maand.

Executor Lock™, onze technologie waarvoor patent is aangevraagd, draagt de controle over je Persona na je overlijden over aan de executeur die je aanwijst, en geen enkele derde kan je Persona ooit bewerken, hertrainen of nabootsen. Idy® heeft 78 patenten in aanvraag, met internationale bescherming aangevraagd via het Patent Cooperation Treaty, voor toestemming, geverifieerd overlijden, de overdracht aan een aangewezen executeur, de permanente geheugensnapshot achter Executor Lock™ en het behouden van dezelfde persoon in een Persona wanneer AI-modellen veranderen.

Deze pagina maakt deel uit van onze serie over de mensen en de wetenschap achter de race om het lichaam te overleven.

• Digitale onsterfelijkheid: Larry Page en de race om geesten te uploaden: het verhaal waarmee het begon, en hoe dicht we bij het kopiëren van een geest zijn.

• Wat is een Von Neumann-sonde? Larry Pages plan voor de sterrenstelsels: het zichzelf kopiërende ruimtevaartuig in het hart van Pages plan.

• Waarom Larry Page Elon Musk een speciesist noemde: het argument dat volgens Musk tot OpenAI leidde.

• Wat Larry Page gelooft over AI en eeuwig leven: zijn staat van dienst, in zijn eigen woorden en in de verslagen van anderen.

• Het uploaden van een geest in 2026: hoe dichtbij zijn we?: hoe dicht de wetenschap bij het kopiëren van een menselijk brein is.

• De miljardairs die eeuwig willen leven: wie wat uitgeeft aan levensverlenging en digitale onsterfelijkheid.

• Eeuwig leven: alle manieren waarop mensen het proberen: elke aanpak, van geneeskunde tot het uploaden van een geest.

• Cryonisme in 2026: kosten, werking en wie zich heeft aangemeld: wat het kost, hoe het werkt en wie zich heeft aangemeld.

Definities en geschiedenis komen uit Wikipedia over het connectoom. De hersenkaarten komen van OpenWorm, Live Science, de NIH, Nature, ScienceDaily en het Allen Institute, en het aantal neuronen van PNAS. E11 Bio komt van Asimov Press en Eon Systems van The Decoder. We hebben elke bron gecontroleerd op 30 oktober 2026.

De wetenschappers, universiteiten, bedrijven en projecten die op deze pagina worden genoemd, hebben geen enkele band met Afterlife.ai™, en niets op deze pagina suggereert dat een van hen onze dienst gebruikt of onderschrijft.