Je leest:

‘Wij hebben een hersengebied dat reageert als je denkt aan wat een ander denkt’ ’

‘Wij hebben een hersengebied dat reageert als je denkt aan wat een ander denkt’ ’

Interview met cognitief neurowetenschapper Nancy Kanwisher

Auteur: | 27 juli 2018

De Amerikaanse onderzoeker Nancy Kanwisher speurt naar gespecialiseerde hersengebieden. Met hersenbeeldvorming vond haar onderzoeksgroep plekjes in het brein die specifiek reageren op gezichten, plaatsen, lichamen, woorden, taal en muziek.

Ze maakt om de haverklap MRI-scans van haar eigen brein. Elektrodes inbrengen in haar hersenen om via elektriciteit bepaalde gebieden te stimuleren zou ze ook best willen. “Ik ken een onderzoeker die dat bij zichzelf deed”, zegt Nancy Kanwisher. “Het risico op infecties, hoe klein ook, schrikt me tot nu toe af.”

Kanwisher is cognitief neurowetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT), gelegen in Cambridge in de Verenigde Staten. Met haar onderzoek, soms uitgevoerd op zichzelf, meestal op anderen, probeert zij de organisatie van de menselijke hersenen in kaart te brengen. Met fMRI als belangrijkste instrument. Voor haar bijdrage aan het vinden van hersengebieden die specifiek reageren bij bepaalde cognitieve taken krijgt Kanwisher dit jaar de Heinekenprijs voor de cognitiewetenschap. “Toen ik mijn studenten vertelde dat ik de Nederlandse Heinekenprijs had gewonnen, overhandigden ze me een sixpack met Heinekenbier”, vertelt Kanwisher opgewekt.

Grote pizza

Onze hersenschors, de dikke laag aan de buitenkant, zit vol met groeven en windingen. Als je die laag uit zou vouwen, kijk je naar het formaat van een grote pizza, legt Kanwisher uit op haar werkkamer in het McGovern Institute for Brain Research van MIT. “Dieper in de hersenen gebeuren ook interessante dingen, maar in de schors vinden de meeste mentale processen van onze cognitie plaats.”

Heinekenprijzen

De Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) kent elke twee jaar vijf grote prijzen van 200.000 dollar toe aan internationaal toonaangevende wetenschappers. De prijzen vallen op het gebied van biochemie en biofysica, geneeskunde, milieuwetenschappen, historische wetenschap en cognitiewetenschap. De zesde prijs van 50.000 gaat naar een Nederlandse beeldend kunstenaar.

Veel van die mentale taken, zoals zinnen begrijpen of gezichten waarnemen, hebben hun eigen gebied in het brein. Op haar computer laat Kanwisher een afbeelding zien van de hersenen. “In 1990 waren er globaal drie gebieden bekend, betrokken bij aandacht, spraak en taal.” Elk gebied dat haar onderzoeksgroep de afgelopen dertig jaar ontdekte, staat in een andere kleur weergegeven. Het zijn er nu een stuk of twintig. In elk mens vind je die gebieden op dezelfde plek, al kan de exacte locatie en grootte wat verschillen.

De missie om al onze cognitieve functies vast te pinnen in de hersenschors is geheel fundamenteel ingestoken. “Ik onderzoek de cognitieve functies van mensen, en soms dieren, om een beeld te krijgen van de menselijke geest. Het gaat terug naar de vraag wie wij zijn als mensen.”

Cognitie in kaart

Hoe ontdek je of iets, zeg het waarnemen van gezichten, een eigen hersengebied heeft? Dat doe je niet zomaar even. Eerst leg je één persoon in de fMRI-scanner en laat diegene naar plaatjes kijken van allerlei gezichten en voorwerpen. Niet zelden doet Kanwisher het zelf, zoals ze ook vertelt in haar Tedtalk. Je kijkt of er een plek is in het brein dat vooral actief wordt bij de gezichten. Blijkt dat er te zijn? Dan doe je het experiment opnieuw, wie weet was de eerste treffer toeval. Vind je hetzelfde gebied steeds weer? Dan ga je een grotere groep mensen testen. Heeft iedereen het? Dan kom je in de buurt, al weet je nog niet precies wat dat gebied het doet. Misschien reageert het wel op alle ronde dingen, of op lichaamsdelen. De strategie is om die andere mogelijkheden uit te sluiten.

166310
Met een fMRI-scan meten onderzoekers de plaats van hersenactiviteit aan de hand van de doorbloeding.

Stroom toedienen

Stel je vindt dat het gebied echt alleen actief is bij het zien van gezichten. Is dat genoeg voor een nieuwe kleur op de hersenkaart? Nee, zegt Kanwisher. “Met fMRI tonen we associaties aan. We meten dat het gebied actief is, niet dat we het daadwerkelijk nodig hebben voor een bepaalde mentale taak.”

Om te weten of een gebied onmisbaar is is, moet je het gaan stimuleren. En dan kijken wat er gebeurt. “Oftewel, we hebben patiënten nodig. Soms krijgen we een bericht uit het ziekenhuis dat er een patiënt is opgenomen voor een hersenoperatie met elektrodes in zijn brein, die het goed vindt dat wij zijn hersenactiviteit opnemen terwijl hij naar plaatjes kijkt. Dan laten we alles vallen waar we mee bezig zijn.”

Ze laat een filmpje zien van een experiment met een Japanse patiënt. De man kreeg een hersenoperatie om hem van zijn epilepsie af te helpen. Hij stond de onderzoekers toe wat testjes te doen. Hij draagt een muts met elektroden over zijn schedel. “Met stroompjes stimuleerden we het gebied voor gezichtsherkenning, terwijl hij naar een bal keek”, legt Kanwisher uit. De patiënt denkt eerst dat hij het zich inbeeldt: op de bal ziet hij ogen en een mond verschijnen. Op het volgende object, een doos, eveneens. Als hij naar de arts kijkt, ziet hij het gebied tussen diens neus en ogen vervormen tot een stripfiguur. “Dit is het moment waarop we durven te zeggen: dit gebied is voor gezichten.” Apen en honden hebben het trouwens ook.

Denken aan wat een ander denkt

De eerste vijftien jaar hield Kanwisher zich vooral bezig met zien. “Er zijn meer dan veertig verschillende hersengebieden toegewijd aan visuele perceptie, al hangt het ervan af wat je definieert als één gebied.” We hebben hersengebieden specifiek voor het zien van gezichten, plaatsen en lichamen. Het onderzoek breidde zich later uit naar taal. Zo blijken we een gebied te hebben voor het begrijpen van de betekenis van zinnen. En eentje die reageert op alleen letters en niet op Chinese tekens. Bij een Chinees is dat juist weer andersom. “Dat ik alleen reageer op letters, laat zien dat ervaring belangrijk is om specialisaties te vormen”, aldus Kanwisher. Maar niet uitsluitend. Genen hebben ook invloed.

Kanwisher: “Het meest bijzondere is misschien wel het gebied dat reageert als je denkt aan wat een ander denkt.” Mensen doen het constant. Je zet de muziek niet zo hard aan, omdat je partner in de kamer ernaast zit te werken en anders boos zal worden. “Dit gebied vind je alleen terug bij mensen.”

Een ander onderwerp waar haar groep zich nu op richt, is muziek. Hebben we daar een gespecialiseerd stuk brein voor? “Het zou kunnen dat muziek is ontstaan als een bijproduct van het gebruiken van taal”, zegt Kanwisher. Toch is dat niet zo, volgens de hoogleraar. “We hebben clusters van zenuwcellen verspreid over verschillende plekken in de hersenen die specifiek zijn voor muziek. Ze reageren op meer dan twintig soorten muziekfragmenten, van rap tot klassiek, pianomuziek en pop. Het grappige is dat zowel mensen die getraind zijn in muziek als mensen die er weinig van weten, de gebieden even groot en actief zijn.”

Classical music 1838390 1280
We hebben gebiedjes in onze hersenschors die specifiek reageren op muziek.

Lege plekken

Muziek heeft dus ook zijn plekje veroverd op de kaart van de hersenschors. Hoe lang duurt het voor de kaart volledig is ingekleurd? “Het gaat niet zozeer om tijd”, aldus Kanwisher. Sommige gebieden zullen we nooit inkleuren. “Aan de zijkant van je hoofd zitten grote gebieden die niet gespecialiseerd zijn in één ding, maar die veel algemener bij elke moeilijke taak betrokken zijn. Het is universele machinerie die alles aanpakt wat langskomt.”

De neurale kaart zoals die er nu ligt, met twintig ingekleurde gebieden, daar is overigens niet iedereen het mee eens. “In de literatuur lees je over nog veel meer gespecialiseerde gebieden, maar ik ben niet overtuigd”, aldus Kanwisher. Eén keer iets vinden betekent niet dat het er echt is. Je moet meerdere keren testen, bij meerdere mensen. Al het andere uitsluiten. “Het verschil tussen mij en andere hersenwetenschappers in dit veld is dat ik daar obsessief in ben”, zegt ze lachend.

Deze publicatie is tot stand gekomen met steun van het VWN Tripfonds onder beheer van de Vereniging voor Wetenschapsjournalistiek en -communicatie Nederland.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 27 juli 2018

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.