Objectief waarnemen is onmogelijk

“Tijdens dit proces is er veel rivaliteit tussen hersencellen. Welke cellen winnen, hangt af van wat je ogen registreren, maar ook van informatie die al in je brein zit. Die combinatie bepaalt uiteindelijk jouw perceptie”, aldus De Jong.

De neurobiologe gebruikte ambigue plaatjes om perceptie in kaart te brengen. Dat zijn afbeeldingen waarbij twee interpretaties mogelijk zijn. Een bekend voorbeeld is de afbeelding van de Oostenrijkse neuroloog Sigmund Freud hiernaast. Welke interpretatie valt jou het eerste op?

Op twee gedachten hinken

Het handige aan ambigue plaatjes is dat er twee interpretaties mogelijk zijn, terwijl de afbeelding niet verandert. Dat maakt het mogelijk om perceptie te onderzoeken. “Eigenlijk is alles wat je ziet ambigu. Alleen valt ons dat niet op, omdat ons brein toch wel tot een interpretatie komt”, zegt De Jong. “Het feit dat wij 2D zien (omdat onze netvliezen plat zijn), en dat ons brein daar een 3D-beeld van moet maken is bijvoorbeeld al een hele klus. Het brein moet altijd zelf bedenken welke 3D-werkelijkheid het beste past bij de 2D-informatie die de ogen aanleveren. Uiteindelijk ‘kiezen’ je hersenen welke veronderstelde werkelijkheid het meest waarschijnlijk is, en dat is wat je waarneemt”, aldus De Jong.

Om dit keuzeproces te onderzoeken kwamen de ambigue afbeeldingen goed van pas. Van nature wil het brein namelijk één waarneming creëren, maar met zo’n plaatje krijgt het brein dat niet voor elkaar omdat beide interpretaties (het mannenhoofd of de naakte vrouw) even waarschijnlijk zijn. Het brein zal dan steeds wisselen van interpretatie. De Jong: “Door het brein op twee gedachten te laten hinken lieten we het keuzeproces steeds opnieuw plaatsvinden en observeerden we wat er in de hersenen gebeurde.”

De winnaar bepaalt de perceptie

De promovenda bekeek het keuzeproces onder een vergrootglas. Ze zag dat hersencellen die de informatie van je ogen verwerken, ook je perceptie regelen door onderling de strijd met elkaar aan te gaan. “Iedere hersencel is gevoelig voor een specifiek stukje informatie. Als je naar een gesloten slagboom kijkt, worden cellen die gevoelig zijn voor horizontale lijnen actief. Bovendien onderdrukken ze andere cellen, die gevoelig zijn voor diagonale of verticale lijnen. De ‘horizontaal-gevoelige cellen’ zijn uiteindelijk als enige actief, waardoor je de slagboom als horizontaal interpreteert”.

“Als je langer naar het ambigue plaatje kijkt valt opeens de andere interpretatie op. Zag je eerst het mannenhoofd, dan neem je nu opeens de naakte vrouw waar”, vervolgt De Jong. “Zodra er onderweg één renner op kop ligt, met de nummer twee in zijn kielzog, moet hij alles geven om die positie te behouden. De interpretatie van de nummer twee, die hem op de voet volgt, is even aannemelijk als die van de koploper, dus ook hij zal sterk zijn. Op het moment dat de koploper bijvoorbeeld vermoeid raakt, kan de nummer twee de eerste positie overnemen.”

Dieper afzakken in het brein

Onderzoek naar perceptie van beelden is al vaak en veelvuldig gedaan, maar nog maar zelden direct in menselijke hersenen. Dat is ook niet verwonderlijk, want daar komt een nogal barbaarse methode aan te pas. Er moeten elektrodes in het brein worden aangebracht, oftewel: intracraniaal, binnen in de schedel. De Jong: “Dit zou normaliter om morele en ethische redenen niet mogelijk zijn, maar ik had de unieke mogelijkheid om een groep epilepsiepatiënten te onderzoeken waarbij die elektrodes al waren geplaatst.”

Via de elektrodes werd door artsen gemeten waar in het brein de bron van hun epileptische aanvallen was. Zo bekeken de artsen of ze de patiënten hielpen door een klein stukje van hun brein weg te halen. Als ze wilden, konden de patiënten ook vrijwillig meedoen aan het onderzoek van De Jong. Zij liet hen dan ambigue plaatjes zien om via dezelfde weg te meten hoe (gezonde delen) van hun brein daarop reageerden.

Deze unieke metingen hebben veel opgeleverd voor de wetenschap over waarnemen. De Jong: “Ze wijzen erop dat de waarneming van een ambigu plaatje verandert door de competitie tussen hersencellen in sensorische gebieden (betrokken bij zien), zonder bemoeienis van hoger gelegen, cognitieve gebieden (gelinkt aan bijvoorbeeld geheugen en aandacht). De verbinding tussen deze verschillende gebieden bestaat wel, maar er wordt niet ‘van bovenaf’ ingegrepen om wisseling van perceptie mogelijk te maken.” Bij andere waarnemingsprocessen is dat wel het geval, zoals de Nijmeegse neurowetenschapper Floris de Lange eerder aan Kennislink uitlegde.

Geheugen voor waarneming

Met behulp van andere meettechnieken die makkelijk toepasbaar zijn op gezonde mensen, zoals EEG en fMRI, toonde De Jong ook aan dat er een geheugen van eerdere waarnemingen in sensorische hersengebieden huist. Dit geheugen beïnvloedt hoe je interpreteert wat je ogen registreren, wederom zonder inmenging ‘van bovenaf’, dus zonder bemoeienis van hersengebieden die gespecialiseerd zijn in geheugen.

In de sensorische gebieden waar verwerkt wordt wat je ziet is dus een constant gevecht gaande tussen hersencellen. En ze maken zonder inmenging van andere hersengebieden uit welke interpretatie als winnaar uit de bus komt. Wat je waarneemt is dus nooit 1-op-1 wat je ogen je vertellen.