Wetenschap Waarneming

Je ziet óf een konijn óf een eend, maar niet allebei tegelijk. Hoe komt dat?

'Konijnen-eend' Beeld Prof. Dr. Heleen Slagter

Het brein is niet een soort computer die wacht op binnenkomende signalen. Integendeel: het trekt erop uit en vormt de realiteit.

Je kunt in de tekening een eend zien, of een konijn. Maar niet allebei tegelijk. Hoe komt dat? Dat komt door de manier waarop het brein werkt, zegt Heleen Slagter: “Je bent in je leven wel eens een konijn tegengekomen, en je hebt wel-eens een eend gezien, maar nog nooit zo’n konijneend. Het brein heeft geen model dat op dit plaatje past, en het moet kiezen tussen ­konijn of eend.”

Slagter gebruikte deze bekende optische illusie deze week in haar intree-rede aan de Vrije Universiteit, waar ze is aangesteld als hoogleraar hersenen, cognitie en plasticiteit. De konijneend is voor haar het symbool van een ­wetenschappelijke omwenteling die nu gaande is. De wetenschap gaat op een heel andere manier naar het brein kijken.

Het brein wacht niet passief af

In het klassieke beeld is het brein een rekenmachine, die via de zintuigen informatie ontvangt over de buitenwereld, die informatie verwerkt en op basis daarvan commando’s uitstuurt om spieren in beweging te zetten, de hartslag bij te regelen, hormonen af te geven et cetera.

Dat beeld klopt niet. Uit verschillende takken van onderzoek wordt duidelijk dat het brein niet zo’n passief controlecentrum is.

Slagter komt uit de cognitieve psychologie en begon haar loopbaan met onderzoek naar aandacht. Iedereen weet dat als je de instructie krijgt ergens op te letten, konijnen bijvoorbeeld, je sneller op konijnen reageert dan op bijvoorbeeld eenden. Het brein wacht niet passief tot er een konijn of eend binnenkomt, maar zorgt vooraf al dat het signaal ‘konijn’ sneller wordt opgepikt dan alle andere. Het brein is dus actief en stuurt gewaarwordingen.

Maar het verhaal van de cognitieve psychologie begint nog steeds met het signaal dat van buiten komt en dat door het brein wordt verwerkt. En dat kan het hele verhaal niet zijn. Je moet je realiseren, zegt Slagter, dat het brein zelf geen directe toegang heeft tot de buitenwereld. Het kent eend noch konijn uit eigen ervaring. Toch geeft het betekenis aan signalen die binnenkomen, bijvoorbeeld door het oog.

Dat kan het brein alleen doen door iets te doen met de signalen die binnenkomen, die te combineren met eerdere signalen, ervaringen op te slaan en zich voortdurend een beeld te vormen van zijn omgeving. Het brein is geen passieve rekenmachine, zegt Slagter, maar een informatiegenererende ontdekkingsreiziger, die zijn eigen realiteit vormt om ons op de been te houden.

Gefixeerd in een scanner

“Dit idee zet alles op zijn kop. Waarneming wordt gedreven door verwachtingen over hoe de buitenwereld eruitziet. Invloeden van buiten zijn secundair, het inwendige komt eerst. Kietelen illustreert het: je kunt iemand anders kietelen maar niet jezelf. Waarom niet? In beide gevallen drukken vingers op een plek waar je dat niet kunt hebben. Toch lukt het wel bij een ander, maar niet bij jezelf. Het verschil is dat jezelf kietelen een eigen actie is: je hersenen weten wat er komen gaat, en voorspellen wat de huid zal voelen. Daardoor wordt het effect gedempt. Het voorspellen van zo’n gewaarwording gaat niet goed bij schizofreniepatiënten. En die blijken wél in staat zichzelf te kietelen.”

Bij hen valt in feite het onderscheid weg tussen intern gegenereerde hersenactiviteit en hersenactiviteiten die wordt gedreven voor externe prikkels. Dat gebeurt waarschijnlijk ook bij mensen die stemmen horen of oorsuizen, of last hebben van een fantoompijn.

Het werpt ook nieuw licht op dwangmatig handelen, of obsessieve compulsieve stoornis. “Bij die stoornis genereren de hersenen een te sterke verwachting, bijvoorbeeld de verwachting dat het huis vuil is. En die moet dan continu worden beantwoord door te gaan poetsen.”

Alles wordt gericht op die ene taak

Decennia lang is geprobeerd cognitieve prestaties, zoals aandacht en geheugen, te verbeteren door training met computertaken. De resultaten waren overwegend teleurstellend. Met de wetenschap van nu is dat te verklaren, zegt Slagter. Want ook die trainingen waren geënt op het idee dat het brein een informatieverwerkende machine is en dat die machine beter gaat lopen als je hem flink aan het werk zet. Hij wordt inderdaad beter, maar alleen in de getrainde taak. Wetende dat het brein anticipeert op wat er komen gaat, is dat te verwachten: alles wordt gericht op die ene taak. “Trainen is belangrijk, maar dan gevarieerd en niet op een bepaalde taak. Dus geef je geld vooral niet uit aan onlinetrainingen die beloven dat je met een computerspelletje je cognitie kunt verbeteren.”

De nieuwe wetenschappelijke kijk op het brein vergt nieuwe vormen van onderzoek. In klassiek cognitieonderzoek worden – bij wijze van spreken – proefpersonen liefst gefixeerd in een scanner geschoven om te zien wat hun hersenen doen met signalen die ze krijgen. Dat heeft veel nieuwe kennis opgeleverd, maar nu het brein veel actiever blijkt, wil je het ook in actie volgen. Het is een van de redenen voor de overstap die Slagter maakte van de Universiteit van Amsterdam naar die andere kennisinstelling in de hoofdstad, de Vrije Universiteit. De VU heeft een grote faculteit bewegingswetenschappen, met faciliteiten voor het meten van alle denkbare lichaamsbewegingen. Daar wil Slagter aan de slag.

Complete rust

“Virtual reality bijvoorbeeld biedt fascinerende mogelijkheden. Je kunt mensen confronteren met voorwerpen die ze niet kennen. Als we een kopje zien, weten we dat je dat kunt optillen. Als we een stoel zien, weten we dat je daarop kunt zitten. Affordances, heet dat in het Engels. Er is geen goed Nederlands woord voor, maar het zegt wat je met een ding kunt doen. In virtual reality kun je die mogelijkheden, die affordances, manipuleren. En dan volgen wat dat in het brein doet.” Probleem is dat het meten van hersenactiviteit met traditionele middelen door beweging wordt gestoord. Er moeten, volgens Slagter, nieuwe methoden komen om goede hersenmetingen te kunnen doen in bewegende proefpersonen.

Slagter wil in haar onderzoek de komende jaren ook het tegendeel opzoeken van al die (virtuele) activiteit: complete rust, een brein dat níet druk is met het voorspellen van de werkelijkheid en wat er komen gaat. Waar vind je zo’n brein? Bij mensen die goed kunnen mediteren. Ze kwam al met dat onderwerp in aanraking tijdens haar verblijf als postdoc-onderzoeker aan de universiteit van Wisconsin in Madison, zo’n tien jaar geleden.

“Mijn begeleider, Richard Davidson, stelde voor om daaraan te gaan werken. In het lab van Davidson keken we ernaar vanuit een nieuwe invalshoek, namelijk cognitie en aandachttraining. Meditatie kan misschien laten zien hoe plastisch, hoe veranderbaar onze cognitieve processen zijn.”

Wat ziet een monnik?

Meditatie kan betekenen dat je alle aandacht richt op een bepaald punt, of juist iedere gerichtheid loslaat en alleen maar bént, in het hier en nu. Met veel training kun je in een meditatie helemaal loskomen van ruimte en tijd. Je zou in een staat kunnen komen waarin gewaarwordingen niet worden beïnvloed door ervaringen uit het verleden of verwachtingen over de toekomst, waarin je dingen kunt zien zoals ze zijn. Daar wordt het voor een onderzoeker als Slagter interessant: “Misschien kunnen we ontdekken hoe onze geconditioneerde manieren van zien, denken en voelen dan worden afgezwakt en onze waarneming los komt van de automatische patronen die we hebben.”

Slagter sluit niet uit dat zelfs concepten die heel stevig in ons brein zijn verankerd dan losgelaten kunnen worden. Het zou zo maar kunnen dat een boeddhistische monnik bij het zien van de tekening waarmee dit verhaal begon niet wordt gestoord door gekende concepten als eend en konijn, en gewoon een mooi dier ontwaart. Een dier dat hij wellicht konijneend noemt.

Lees ook:
Bij oorsuizen is de piep het signaal van een schattend brein

De oorzaak van tinnitus zit niet in het gehoor, maar in de hersens. Dat inzicht, nu twintig jaar oud, leidde niet meteen tot een remedie. Want hoe werken de hersens precies? De wetenschap ontraadselt het stapje voor stapje.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden