27. Maart 2013, 10:58

Wil je iets leren over het brein? Vraag je je af hoe het werkt, en vooral, waarom het soms zo duidelijk NIET naar behoren functioneert? Misschien hoop je zelfs dat het vergroten van je kennis over de werking van het brein je vooruit kan helpen in het leven? Dan heb ik iets voor je.

Nee, ik ga je niet doorverwijzen naar een product gemaakt door marketeers. Inderdaad, het woord ‘brein’ wordt al te vaak misbruikt om producten te verkopen. Je kunt bijvoorbeeld een workshop gaan volgen gebaseerd op "brain-based learning". Met wat geluk kom je er al met een inschrijvingsgeld van 600-1000 euro. Het woord ‘brain’ wordt hier vooral misbruikt als een valse rechtvaardiging van het hoge inschrijvingsgeld. Hetzelfde met een concept als "Brain Gym", wat o.a. in Engeland lange tijd verkocht werd als een op neurowetenschap gebaseerde manier om leren te bevorderen via relatief eenvoudige fysieke oefeningen. Voorlopig heeft deze blog zich nog niet bezondigd aan zulke marketing, en dat gaat ook nu niet gebeuren.

Nee dus, het enige dat ik ga doen is je een boekje aanprijzen. Een boek over hoe ons brein werkt, een boek dat zelfs de achterliggende biologisch mechanismen uitlegt. Een boek vol mooie illustraties en metaforen, maar zonder opgeklopte poespas, zonder verkoopspraat. Simpelweg een boek dat goed geschreven is. Ook een boek dat toont hoe wetenschapspopularisering behoort te werken. Gegeven dat we leven in een tijd waarin zelfs één van onze meest vooraanstaande wetenschapsjournalisten suggereert dat de waarheid al eens geweld mag aangedaan worden om een interessant verhaal te vertellen (Dirk Draulans, debat aan de KU Leuven met eredoctor Rita Carter), doet het goed om een populariserend boek te lezen dat er in slaagt om complexe feiten op een eenvoudige en interessante manier uit te leggen ZONDER de waarheid geweld aan te doen.

Hier vind je als illustratie een stukje uit het boek:

"We hebben niet alleen attitudes ten opzichte van mensen, dieren, en objecten, maar ook ten opzichte van plaatsen. Rechtshandigen hebben een voorkeur voor objecten die zich langs de rechterkant van hun lichaam bevinden, en voor de rechterkant van hun omgeving in het algemeen. Wanneer aan rechtshandigen gevraagd wordt een beslissing te maken over welke van twee producten ze zouden kopen, welke van twee sollicitanten ze zouden aannemen en welke van twee buitenaardse ruimtewezens ze het meest zouden vertrouwen (of het minst wantrouwen), dan hebben ze de neiging om de voorkeur te geven aan diegene waarvan de afbeelding op de rechterkant van het blad papier staat. Voor linkshandigen geldt het omgekeerde, en het effect blijft ook wanneer de deelnemers aan het experiment hun opinie mondeling weergeven in plaats van hun handen te gebruiken. Ook is het zo dat wanneer deelnemers wordt gevraagd om een "goed" en een "slecht" dier in kooien te plaatsen, rechtshandigen het goede beest in de rechterkooi plaatsen.

Deze voorkeur voor de rechterkant is blijkbaar gerelateerd aan het feit dat rechtshandigen een betere motoriek hebben aan hun rechterkant. Wanneer mensen een hersenbloeding hebben waardoor ze hun dominante hand niet meer, of minder goed, kunnen gebruiken, dan keert hun voorkeur om. De voorkeur keert zelfs om wanneer deelnemers tijdens een eerste fase van het experiment een motorische taak hebben moeten vervullen (dominosteentjes plaatsen) met een dikke skihandschoen aan hun dominante hand, waardoor ze tijdelijk een betere motoriek hadden voor de niet-dominante hand.

Deze attitudes ten opzichte van plaatsen zijn sterk genoeg om in onze cultuur door te dringen. Het Engelse woord voor rechts ("right") betekent ook "juist". En ook in het Nederlands heeft "recht" een positieve connotatie, terwijl het woord "sinister" uit het Latijn komt, waar het links betekent. Bovendien wordt (of werd) in de monotheïstische religies rechts geassocieerd met God en links met de duivel.

Op het vlak van posities hebben niet alleen links en rechts een betekenis, maar ook boven en onder. Mensen hebben een betere attitude ten opzichte van de hogere positie, die geassocieerd is met onder andere kracht en een hogere sociale positie. Uit experimenten blijkt dat het evalueren van woorden als positief sneller gaat wanneer ze zich bovenaan dan wanneer ze zich onderaan een scherm bevinden, dat mensen die (hypothetisch) tattoos op een lichaam plaatsen de tattoos met een positieve betekenis meer naar boven plaatsen en dat bij een geheugentaak voor de positie van beelden op een scherm, de positieve beelden worden herinnerd op een iets hogere positie dan waar ze werkelijk stonden. En God wordt altijd boven de duivel afgebeeld, nooit omgekeerd."

Conclusie

Ik stel je dus voor om het boek "Het Neurologisch Complot" te lezen, geschreven door Greet Kayaert. Meer informatie kan je vinden op http://www.hetneurologischcomplot.be/, en de auteur zelf kan je aan het werk horen via de link http://www.radio2.be/artikel/het-neurologisch-complot. Het boek zelf vind je in de betere boekhandel.

Zet je brein maar aan het werk!

?

?

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

16. November 2012, 10:11

Kinderen met autisme en "autisme spectrum syndroom" zijn dezer dagen te vinden in zowat elke school. Deze diagnoses worden tegenwoordig veel meer gesteld dan vroeger, volgens sommige schattingen bij tot 1% van de kinderen. Het is een syndroom met grote gevolgen voor de kinderen in kwestie en hun familie. Niet verwonderlijk dus dat autisme dezer dagen ook alomtegenwoordig is in de neurowetenschappen. En niet altijd waar je het zou verwachten. Wat dacht je bijvoorbeeld van muizen met autisme?

Autisme bij de mens

Kan dit wel? Laat ons eens kijken naar de symptomen die een psychiater verwacht te zien vooraleer de diagnose autisme gesteld wordt. Deze criteria worden beschreven in de huidige diagnostische bijbel van de psychiatrie, de DSM-IV-TR. De belangrijkste criteria zijn meerdere tekortkomingen in sociale interactie (bv., minder gebruik van lichaamstaal en emotionele wederkerigheid), meerdere tekortkomingen in communicatie (bv., moeilijk en atypisch verbaal taalgebruik, moeilijkheden met het voeren van conversaties), en het bestaan van sterk repetitief en stereotiep gedrag (bv., abnormaal sterke gehechtheid aan rituelen). Deze problemen moeten vanaf een vroege leeftijd aanwezig zijn.

Met deze criteria in de hand zou de uiteindelijke diagnose niet verrassend zijn bij een kind dat systematisch oog- en ander contact vermijdt, moeilijk emoties deelt met en afstemt op anderen, een zwak verbaal taalgebruik heeft zodat conversaties erg stug verlopen en sommige zaken volledig verkeerd begrepen worden (bv., geen begrip van spreekwoordelijk taalgebruik), de neiging heeft om zich volledig te verliezen in één bepaalde bezigheid (bv., het kind begint in elke stress-situatie rondjes te rijden met de fiets), en helemaal niet af te brengen is van de "gewone gang van zaken".

Autisme bij de muis: Een recente plaag van publicaties

Maar wat met een muis? Mensen kunnen ver gaan in het projecteren van menselijke eigenschappen op dieren, inclusief knaagdieren (Mickey Mouse; de film Ratatouille, …), maar als we er rationeel over nadenken dan weten we dat dit vooral in ons eigen hoofd zit. Het is moeilijk om echte evidentie te vinden voor complexe gedachten bij dieren als muizen. Hoe zit het dan met autisme? Verwachten we kleine muisjes te vinden die moeilijk emoties delen met andere muizen? Spreekwoorden verkeerd begrijpen? Volledig van streek zijn omdat mama-muis hun knuffels niet op exact de juiste plaats gezet heeft?

Zijn er knaagdieren met zulke symptomen? Blijkbaar wel … hier volgt een bloemlezing van recente titels uit sommige van de meest gezaghebbende wetenschappelijke tijdschriften ter wereld zoals Nature: "Autistic-like behaviour in Scn1a1/2 mice …" (Han et al, 2012); "Autistic-like behaviours and hyperactivity in mice lacking ProSAP1/Shank2" (Schmeisser et al., 2012); "Autism-like socio-communicative deficits and stereotypies in mice lacking heparan sulfate" (Irie et al., 2012). Een ander voorbeeld: op de meest recente bijeenkomst van de Society For Neuroscience, een jaarlijkse hoogmis waar zo’n 30.000 hersenwetenschappers samenkomen, was er een heel symposium gewijd aan het onderwerp "rat models of autism".Hier wordt dan nog een schepje bovenop gedaan in de populair-wetenschappelijke pers, zoals deze titel uit ScienceDaily: "Autistic Mice Act a Lot Like Human Patients".

Hoe komen deze wetenschappers op het idee om naar autisme te zoeken bij muizen en ratten? Heeft niemand hun verteld dat al die antropomorfistische voorstellingen in Disney-films verzonnen zijn? "Professor Huppeldepup, het wordt dringend tijd dat u toch begint te beseffen dat Mickey Mouse niet echt bestaat, en dat échte mannelijke muizen niet met bloemen aanbellen bij het huisje van Minnie Mouse." Moeten we al die professoren uit hun ivoren toren trekken en een dagje laten meevolgen met een kind waarbij de diagnose gesteld werd ?

Waarom we muizen gebruiken: De complexiteit van het brein

Laat ik beginnen met de eerste en meest cruciale vraag: Hoe komen wetenschappers op het idee om naar autisme te zoeken bij muizen en ratten? Dit heeft te maken met de complexiteit van autisme en daarmee gerelateerde syndromen. Autisme zoals we dat bij mensen terugvinden is overduidelijk een complex syndroom dat niet samenhangt met één bepaalde factor. Er zijn doorheen de jaren wel een aantal simplistische hypothesen de wereld ingestuurd die wetenschappelijk duidelijk weerlegd werden (o.a. de idee dat bepaalde vaccinaties de oorzaak zouden zijn van de sterke stijging van de frekwentie waarmee de diagnose gesteld wordt; en in Frankrijk zijn er nog altijd psychoanalytici die geloven dat het de schuld is van hoe de moeder omgaat met haar baby). Maar het vele onderzoek dat in de laatste tientallen jaren uitgevoerd werd wijst in de richting van een veel complexere oorzakelijkheid. Allereerst is er een sterke genetische factor. Deze factor is op zich al erg complex, want er is niet één enkel gen dat samenhangt met het voorkomen van autisme, maar een hele reeks van genen, waarschijnlijk zelfs vele honderden, die elks op zich belangrijk zijn en dan ook nog eens interageren met elkaar. Deze genetische risico-factoren worden dan op hun beurt nog aangevuld met een hele reeks omgevingsfactoren. Vergeet het dus maar dat er ooit een eenvoudige oorzaak kan gevonden worden voor waarom kind A wel autisme heeft en kind B niet.

Maar er is één ding dat we wel zeker weten: autisme is een stoornis die zich vooral uit in gedrag. Dat betekent dat het orgaan dat ons gedrag stuurt, de hersenen, de plaats is waar al deze risicofactoren hun invloed uitoefenen. Het bestuderen van deze hersenwerking zal dan ook cruciaal zijn om autisme te begrijpen, net zoals hersenwerking cruciaal is om andere aspecten van gedrag te begrijpen (zie het credo achter deze Neurolog). Vele van mijn collega’s doen dan ook onderzoek dat rechtstreeks uit dit credo voortvloeit: het bestuderen van hersenwerking bij kinderen en jong-volwassenen met autisme of autisme-spectrum. Hierbij doen we beroep op niet-invasieve technologie zoals hersenscans. Zeer fascinerend onderzoek, al zeg ik het zelf (vermeldt de niet helemaal objectieve want betrokken wetenschapper).

Maar met deze technologie krijgen we enkel zicht op wat er in de hersenen gebeurt op systeemniveau. We weten niet wat er aan de hand is met de eigenschappen van de bouwstenen van de hersenen, zoals de individuele hersencellen en hoe deze met elkaar communiceren via elektrische en moleculaire processen. En het niveau van deze moleculaire processen is net waar we moeten zijn als we ooit in staat willen zijn om iets te doen aan de ziekte. Want hoe duidelijk het ook is dat een goede begeleiding van een kind en zijn omgeving cruciaal zijn en altijd zullen blijven om te leren om met dit syndroom om te gaan en de gevolgen er van te minimaliseren, deze psychologische en opvoedkundige begeleiding biedt geen volledige genezing. De droom is dat we een pilletje zouden vinden dat inwerkt op de moleculaire processen die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan en bestaan van autisme. Maar om dit pilletje te vinden moeten we de onderliggende moleculaire processen in kaart te brengen, en daarvoor hebben we invasieve technieken nodig die we niet bij mensen kunnen toepassen. En dan komt het meest dominante diermodel in de biomedische wetenschappen in het vizier: De muis.

Hoe vinden wetenschappers muizen met autisme?

Studies zoals diegene die ik eerder met titel vermeldde, gebruiken vaak de volgende strategie. Eerst wordt er een genetisch diermodel ontwikkeld. De relatie tussen sommige genen en autisme-gerelateerde stoornissen is ondertussen in kaart gebracht. Ofwel omdat deze genen op populatieniveau samenhangen met het voorkomen van autisme in zijn typische vorm, ofwel omdat deze genen betrokken zijn bij andere, vaak nog veel ergere stoornissen die in termen van gedragsveranderingen gelijkenissen vertonen met autisme (bv., het "fragile X-syndroom"). De betrokken genen worden uitgeschakeld ("knock-out muizen"), en de onderzoekers gaan dan na wat er anders is bij deze muizen op de vele parameters waarmee we hersenwerking kunnen karakteriseren.

Maar nu komt de spreekwoordelijke aap uit de mouw: aangezien het onderzoek vaak vertrekt van de idee om de bekomen biologische resultaten terug te koppelen naar autisme zoals dat gedragsmatig gedefinieerd wordt bij mensen, is het nodig om ook na te gaan of het gedrag van de dieren veranderd is door het uitschakelen van het bestudeerde gen. En we willen natuurlijk niet zomaar een verschil vinden, we zouden de veranderingen graag relateren aan de hierboven vermelde criteria die bij mensen gebruikt worden om de diagnose te stellen.

Wat is dan de basis van de bewering dat de muizen autistisch-achtige trekjes vertonen? In welke gedragingen is er een verschil tussen de twee soorten muizen (knock-out muizen versus gewone muizen)? In de Han et al studie, stelden de onderzoekers vast dat de genetisch gemanipuleerde muizen hyperactief waren (ze lopen meer rond), angstiger waren (begeven zich minder in open vlakten en gangen), meer stereotiep gedrag vertonen zoals ‘groomen’ (ze kuisen zichzelf meer), en sociaal afwijkend gedrag vertonen (in tegenstelling tot een gewone muis, hebben ze minder de neiging om een nieuwe soortgenoot te exploreren). In de Schmeisser et al studie waren de genetisch gemanipuleerde muizen ook hyperactief, vertoonden ze gelijkaardige afwijkingen in stereotiep en sociaal gedrag als in de vorige studie, en veranderingen in hun vocalisaties (die meestal ultrasoon zijn bij muizen, dus het meeste hiervan horen wij als mensen niet). Veranderingen in gelijkaardige parameters werden gevonden in de derde publicatie (Irie et al., 2012).

Stel dat we deze gedragsmetingen letterlijk overnemen naar mensen, dan zouden we spreken over kinderen die in het algemeen overactief zijn, de neiging hebben om open ruimtes te vermijden (bv., het midden van lege ruimte, een grasveld), de neiging hebben om meer hun tanden te poetsen en in hun neus te peuteren, minder rond te hangen rond een nieuwe klasgenoot en er minder tegen te piepen. Is zulk een kind autistisch?

Het moge duidelijk zijn dat er een grote afstand bestaat tussen deze afwijkingen in gedrag bij muizen en wat we bij mensen waarnemen, en vanuit dit perspectief is het gerechtvaardigd om vragen te stellen bij de conclusie dat deze muizen autistische trekjes vertonen. Maar als we verder kijken dan het letterlijke gedrag, en het gedrag eerder definiëren in termen van wat de betekenis is van het gedrag voor de diersoort, dan is de connectie al logischer. Bijvoorbeeld, bij een muis is zichzelf kuisen een erg repetitief en aangeboren gedrag, en is het dus een logische index voor het voorkomen van repetitief gedrag. Tanden poetsen is dan ook niet de juiste vergelijking want het is bij mensen geen typisch repetitief gedrag (vele kinderen doen het liever niet!), ook al lijkt het zichzelf poetsen van een muis oppervlakkig gezien meer op tanden poetsen dan op rondjes rijden met de fiets. Nog een tweede voorbeeld: Het zich niet begeven in open ruimtes is voor een muis een duidelijke index van angst omdat open ruimtes voor een muis van nature erg gevaarlijk zijn. Daar is het dier kwetsbaar voor roofdieren zoals vogels. Voor een mens is dit anders, de kans is klein dat we op het midden van onze gazon gevaar lopen opgepikt te worden door een uit de lucht komende roofvogel, terrorist, of UFO. Het is dus belangrijk dat we de betekenis van het gedrag voor de diersoort in kwestie in rekening brengen, en dan is het verband dat de wetenschappers leggen niet meer zo vergezocht.

En wat hebben we vandaag geleerd?

Dit is natuurlijk een les die niet alleen gedragsbiologen maar ook sociale wetenschappers ons al lang voorhouden. Je kunt het gedrag van je medemens enkel plaatsen, en er begrip voor opbrengen, als je rekening houdt met de volledige context (evolutionair, omgeving, sociaal, …) waarbinnen dit gedrag voorkomt, en hoe deze context verwerkt wordt in diezelfde hersenen die verantwoordelijk zijn voor het gedrag zelf. Deze benadering leidt tot meer begrip voor het gedrag van andere mensen, inclusief kinderen met autisme, en blijkbaar dus ook voor een beter begrip van de afwijkingen van deze muizen met zogeheten autistische trekken. Nu nog dat pilletje, en alles is peis en vree?

Referenties

Han, S., et al. (2012). Autistic-like behavior in Scn1a+/- mice and rescue by enhanced GABA-mediated neurotransmission. Nature, 489, 385-390.

Irie, F., Badie-Mahvadi, & Yamaguchi, Y. (2012). Autism-like socio-communicative deficits and stereotypies in mice lacking heparan sulfate. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 109, 5052-5056.

Schmeisser, M. J., et al. (2012). Autistic-like behaviors and hyperactivity in mice lacking ProSAP1/Shank2. Nature, 486, 256-260.

?

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

08. Juli 2012, 22:27

Over smaken en kleuren valt niet te twisten. Deze spreuk gaat zeker op voor schoonheid. Wat we mooi vinden, is relatief. Het hangt af van de context waarin we leven en opgroeien, van cultuur en opvoeding. Peter Paul Rubens vond magere vrouwen maar niks, terwijl reclamecampagnes er nu vol van staan. Eeuwen geleden ging schoonheid samen met een bleke huidskleur (hoe bleker, hoe mooier), maar vijftig jaar geleden kon de huid dan weer niet bruin genoeg zijn.

Als onze smaak zo afhangt van context, dan weten we meteen dat er niet zoiets bestaat als een universele of ‘ware’ schoonheid. Waarom is onze mening over schoonheid, en bij uitbreiding zovele van onze oordelen en meningen, zo subjectief? Dit is het gevolg van een samenspel van vele factoren. Een eerste factor is sociaal van aard. Vaak vinden we dat uiterlijk mooi dat overeenkomt met hoe de meeste mensen in onze omgeving er zouden willen uitzien maar niet kunnen. De tijdgenoten van Rubens zagen niet graag magere vrouwen, want ondergewicht ging toen samen met armoede. Vandaag is het net omgekeerd: er is een negatief verband tussen overgewicht en socio-economische status (meer overgewicht in lagere sociale klassen). Het was eeuwen geleden moeilijk een bleke huidskleur te hebben, want de meesten stonden dag in dag uit op het veld, terwijl een bruine huid vijftig jaar geleden aantoonde dat je geld genoeg had om in het zonnige zuiden op vakantie te gaan. De relativiteit van zulke schoonheidsidealen valt pas op als je vanuit een ander perspectief (andere cultuur, andere tijd) kijkt naar afbeeldingen van ‘ware’ schoonheid.

De oorzaak van de relativiteit van onze smaak en meningen ligt echter in een meer basale eigenschap van ons brein. De werking van hersencellen past zich constant aan aan de input die de cellen krijgen. Verandert de context waarbinnen eenzelfde input voorkomt, dan verandert de reactie van de cellen op deze input. Dit geldt niet enkel voor hogere mentale processen zoals het inschatten van schoonheid, maar ook voor de verwerking van sensorische informatie, zoals het horen van een toon en het zien van een beeld. Bij sensorische informatie is er een fysisch iets dat de aanleiding is voor onze sensorische gewaarwording. Dat fysisch iets kunnen we meten, en aldus beschikken we over een absolute waarheid als ijkpunt. Daardoor is de relativiteit van ons brein heel goed aan te tonen in het domein van visuele waarneming (we weten wat juist is en wat fout is). Ook al kan ik moeilijker aantonen dat de lezer zijn of haar oordeel over meer complexe zaken even relatief is, een rationele lezer zal het hopelijk eens zijn met mijn hypothese dat als de verwerking van onze hersenen al relatief is voor zaken die fysisch te verifiëren zijn, dat deze verwerking dan nog relatiever zal zijn voor concepten die per definitie subjectief zijn.

Eenvoudig of complex: Onze waarneming is altijd subjectief
Vandaag ga ik me beperken tot enkele illustraties van temporele context: hoe wat je eerder gezien hebt, je latere waarneming beïnvloedt. Laat mij beginnen met eenvoudige stimuli, wat het voorbeeld biedt dat er tonnen wetenschappelijke gegevens bestaan over hoe processen op het niveau van hersencellen leiden tot onze context-afhankelijke waarneming. Mocht je onderweg ongeduldig worden en vinden dat het allemaal wat te wetenschappelijk worden, ga dan meteen naar de laatste paragraaf en klik op de link daar. Als je die demonstratie ook niet de moeite vindt, dan ben ik uitgepraat.

Hieronder zie je twee vierkanten staan. Het linkse is groen, het rechtse is grijs. Om een context op te bouwen, vraag ik je om na het lezen van deze paragraaf een tiental seconden strak en onafgebroken naar het zwarte punt in het midden van het groene vierkant te kijken (vanop een twintigtal cm). Na de tien seconden kijk je meteen naar het zwarte punt in het grijze vierkant. Wat zie je in de eerste seconden nadat je veranderd bent van vierkant? Is het grijze vierkant écht grijs?

Fysisch gezien verandert het grijze vierkant niet, het is en blijft altijd even grijs. Maar je waarneming is helemaal anders. In het begin zie je het grijze vierkant als rood/rozig, en geleidelijk aan wordt het weer grijs. Waarom wijkt onze perceptie af van de fysische waarheid? Dit heeft te maken met het feit dat de receptoren in ons oog niet allemaal hetzelfde doen, en sommige meer reageren op eerder geziene groene vierkant dan op een rood vierkant. Als je lang naar het groene vierkant kijkt, dan passen de fel reagerende receptoren zich aan en verwachten ze nog meer ‘groenheid’ om ook maar iets te doen. Als je dan plots naar een grijs vierkant kijkt, dan reageren deze ‘groene’ receptoren minder dan normaal en minder dan receptoren die sterk reageren op rode en blauwe vierkanten. Bij een grijs vierkant reageren al deze receptoren normaal gezien even sterk en als er dan plots één groep receptoren minder reageert dan wordt het vierkant in je hersenen geïnterpreteerd als niet-grijs.

Maar waarom dan net deze afwijking? Waarom zie je het grijze vierkant als rood/rozig, en niet als geel? Dit heeft te maken met de hersencellen die input krijgen van deze receptoren. Deze hersencellen noemen we kleur-opponente cellen omdat ze de activiteit van verschillende groepen van receptoren vergelijken of contrasteren. Dit doen ze niet op een random wijze, vanuit dieronderzoek weten we dat deze cellen maar beperkte vergelijkingen doen, één ervan is groen/rood, een andere is blauw/geel. Aangezien groen en rood vergeleken worden, en niet pakweg groen en geel, leidt het bekijken van een groen vierkant tot een rood-achtig en niet een geel-achtig nabeeld.

Op naar gezichten en ‘ware’ schoonheid
Fijn, maar wat heeft dit nog te maken met schoonheid en met onze waarneming van stimuli als gezichten? Wel, dezelfde contrast-mechanismen komen terug bij onze waarneming van gezichten. Vele wetenschappelijke studies hebben dit al aangetoond. In 2005 werd een elegante studie gepubliceerd door David Leopold en collega’s. Zij werkten met gezichten die systematisch gemanipuleerd werden volgens het schema hieronder:

Leopold et al. (2005, Nature Neuroscience) baseren zich op de hypothese dat gezichten in onze hersenen gerepresenteerd worden door hun afwijkingen van een ‘norm’, het prototypische gezicht. In hun stimulusset was dan ook één van de gezichten het gemiddelde van alle gezichten (omcirkeld met blauw in de figuur). Maar wat blijkt nu? Als dit gemiddelde gezicht aangeboden wordt nadat een persoon al vele seconden gekeken heeft naar een meer extreem gezicht (zoals de met groen omcirkelde gezichten), dan wordt het niet langer als gemiddeld waargenomen. In tegenstelling, het gemiddelde gezicht werd gepercipieerd als afwijkend van de norm in een richting tegenovergesteld aan het langdurig geziene gezicht. In deze studie noemen ze dit gepercipieerde gezicht het anti-face (omcirkeld met oranje). Dus: contrastmechanismen zorgen ook hier voor een afwijkende perceptie. In zulke gevallen spreken we niet over sociaal conformisme, maar over onze waarneming zelf die buiten onze controle om afwijkt van de realiteit.

Onlangs werd er een ontluisterende demonstratie van zulke contrastmechanismen op Youtube geplaatst. Dit filmpje van Australische onderzoekers nam in mei 2012 deel aan een wedstrijd die jaarlijks georganiseerd wordt tijdens de meeting van de Vision Sciences Society. Het was alleszins mijn favoriet tijdens de competitie, en uiteindelijk werd de inzending tweede. Geniet even mee op deze link: http://www.youtube.com/watch?v=VT9i99D_9gI .

 

De gezichten die aangeboden worden zijn foto’s van mooie bekendheden. Met de foto’s is niets mis, en dat merk je als je recht naar de foto’s kijkt. Maar dat is niet het leuke, kijk liever strak naar het plusteken tussenin de gezichten terwijl de verschillende celebrities op het scherm komen. Hoe beter je naar het plusteken blijft kijken, hoe sterker het effect. Je zult merken dat de gezichten grotesk worden (scheve ogen, rare neus, etc.). Zo lelijk heb je deze mensen nog nooit gezien, en de lelijkheid is volledig het gevolg van de reeds besproken contrastmechanismen in je brein. Het ultieme bewijs dat schoonheid relatief is, niet?

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

04. Maart 2012, 20:34

Aan wat hechten kunstenaars en kunstliefhebbers het meeste belang: ‘harde’ waarden zoals geld en prestige of ‘zachte’ waarden zoals schoonheid, harmonie en creativiteit? Heel wat kunstzinnigen zullen wel toegeven dat de harde waarden ook hun plaats hebben, maar de meesten leggen toch de nadruk op de zachte waarden. Dat kan men bijvoorbeeld afleiden uit de manier waarop opleidingen in de kunsten zich presenteren. Welke website ik ook bekijk, bijvoorbeeld Artesis Hogeschool Antwerpen (Koninklijke Academie voor Schone Kunsten), Lemmensinstituut Leuven, of Erasmus Hogeschool Brussel, ze leggen allemaal de nadruk op deugdzame, zachte waarden, met leuzes als “artistieke kwaliteit”, “kunst maak je niet voor jezelf, maar voor de hele samenleving”, en “aandacht voor de creatieve persoonlijkheid van elk individu”.

Is dit echt zo? We hebben hier vaak het raden naar, maar soms wordt er toch een wetenschappelijke studie over gepubliceerd. Dan heb ik het niet over onderzoek met vragenlijsten, want die zijn onderworpen aan hetzelfde sociale conformisme dat we met onze woorden uitdrukken. Nee, ik refereer hier niet langer naar woorden, maar naar daden. Naar terdege psychofysisch onderzoek dat ervoor zorgt dat mensen geen weg meer uitkunnen behalve te laten zien wat ze echt waard zijn. En vaak leidt dit tot ontluisterende antwoorden over hoeveel van wat we denken te weten eigenlijk gebaseerd is op (zelf)bedrog en illusies.

Ik verwijs hier naar studies van het soort dat aantoont dat we misschien wel grote meningen hebben over welke cola het beste smaakt (mijn mening: Coca!) en welke pils de beste is (mijn mening: Vedett!), maar dat we uiteindelijk bedroevend slecht zijn in het onderscheiden van cola’s en pilsen. Dus eigenlijk zijn de meeste van die meningen pure toogpraat zonder veel waarheid.

(afbeelding overgenomen van http://www.neatorama.com/2011/03/15/coke-vs-pepsi-the-pioneers/)

De ontmaskering van de Stradivarius-mythe

Maar ik dwaal af, want ik begon deze tekst met grote woorden over Kunst met een grote K. Recent werd er namelijk een studie gepubliceerd door wetenschappers uit Parijs en de Verenigde Staten (Fritz et al.) waarin een gelijkaardig onderzoek gerapporteerd werd, maar nu bij musici. Meer bepaald onderzocht de studie violisten en hun voorliefde voor de instrumenten van oude, gerenommeerde vioolbouwers. Iedereen kent wel een naam als Stradivarius: een vioolbouwer van enkele eeuwen geleden die zo gerenommeerd was en is dat elke Stradivarius-viool als een juweel beschouwd wordt dat onnoemelijk veel geld waard is. Violisten hebben er veel voor over om op een Stradivarius te mogen spelen, niet alleen wegens de historische waarde, maar ook om muzikale redenen. Zoals de onderzoekers het zelf stellen in hun eerste zin: “De meeste violisten geloven dat instrumenten van Stradivarius en Guarneri Del Gesu op tonaal vlak superieur zijn aan andere violen, en dan in het bijzonder nieuwe violen”. (vrij vertaald uit het Engels)

Maar is een Stradivarius echt zo goed, en is de klank zo uitzonderlijk in vergelijking met een ‘gewone’ viool? De onderzoekers deden de test. Eénentwintig zeer ervaren violisten kregen een speciale bril op zodat ze nauwelijks nog iets konden zien en zaten in een kamer met goede akoestiek en met een toegevoegd parfum zodat de spelers de violen zeker niet konden ruiken. In deze omstandigheden speelden ze op enkele violen: oude gerenommeerde, zoals Stradivarius, evenals nieuwe violen van hoge kwaliteit. Achteraf werd hen gevraagd op welke viool ze het liefste speelden en welke viool ze liefst mee naar huis zouden nemen. De resultaten waren duidelijk, evenals de conclusies: De violisten konden het onderscheid NIET maken. Als er al iets van trend in de data zat, dan was het zelfs dat de violisten de neiging hadden om een voorkeur te hebben voor de nieuwe violen. Stel je de consternatie voor van een solist-violist als hij/zij hoort dat hij net geantwoord heeft dat hij liever een nieuwe viool mee naar huis zou krijgen dan een eeuwenoude Stradivarius … 

Samengevat vertellen de resultaten ons het volgende: De meest geprefereerde viool was nieuw, de minst geprefereerde viool was een Stradivarius, violisten konden niet zeggen welke viool nieuw of oud was, en er was geen correlatie tussen de geldelijke waarde van de viool (die vooral afhangt van de leeftijd) en haar gepercipieerde kwaliteit onder deze ‘blinde’ omstandigheden. Weer een mythe de wereld uit dankzij de wetenschap!

Vanuit muzikaal oogpunt is er dus geen enkele reden waarom een Stradivarius zo uitzonderlijk duur zou zijn, zo'n viool klinkt net hetzelfde als een moderne en veel goedkopere viool van goede kwaliteit. Een violist die geeft om muziek, heeft dus geen reden om een Stradivarius te prefereren boven een gewone viool. Eender welke preferentie voor een Stradivarius is eigenlijk niet beter dan die van een miljardair die graag een extreem duur schilderij in zijn huis heeft hangen maar verder niets weet van kunst: zulke preferenties hebben niets meer met kunst te maken, maar alles met geld en prestige.

Het brein achter deze en andere mythes

Kunnen we achterhalen welk deel van onze hersenen verantwoordelijk is voor deze illusie in onze voorkeuren? Een eerste indicatie krijgen we uit een experiment van Plassmann en collega’s. Zij legden mensen in een MRI-scanner en lieten ze wijn proeven. Bij elke wijn kregen de deelnemers informatie over de prijs van de wijn. Dit was natuurlijk valse informatie, feitelijk was er geen verband tussen de wijn en de gesuggereerde prijs. Er werd aan de deelnemers gevraagd hoe aangenaam ze de smaak van de wijn vonden, en er was een duidelijk effect van de zogezegde prijs: duurdere wijnen werden als meer aangenaam ervaren. In de hersenscans zagen we een gelijkaardig fenomeen: Een duurdere prijs  verhoogde de neurale activatie in gebieden zoals de mediale orbitofrontale cortex, gebieden die betrokken zijn bij het hebben van aangename ervaringen.

Neurowetenschappelijke data uit andere experimenten laten ons verder begrijpen hoe het komt dat zovele mensen, inclusief experten, ervan overtuigd zijn dat er duidelijke klankverschillen zijn tussen oude en nieuwe violen, terwijl deze klankverschillen er blijkbaar niet zijn. We kunnen dit verklaren vanuit het feit dat de manier waarop ons brein de inkomende input (bv. klanken) verwerkt in sterke mate afhankelijk is van wat ons brein verwacht of waar het naar op zoek is. Dit verandert niet alleen de hersenwerking in zogenoemde “beslissingscentra” in ons brein, maar ook de eigenlijke verwerking van de input zelf.

Ik beperkt me tot een voorbeeldje uit een recent onderzoek van onderzoekers uit Groot-Brittanië en Canada (Smith en collega’s). Zij presenteerden visuele ‘ruis’ aan hun proefpersonen. Met ruis verwijzen we naar het soort beeld dat je op een analoge tv krijgt als er geen ontvangst is (zie hieronder voor enkele voorbeelden). Ze vertelden de proefpersonen dat een deel van de ruis-patronen geen pure ruis waren maar een gezicht bevatten. Dit was een leugentje, eigenlijk waren alle stimuli pure ruis en leken ze niet meer op een gezicht dan op pakweg een bloem of dromedaris. Desalniettemin hadden de proefpersonen geen problemen met deze taak, en beweerden ze geregeld bepaalde stukjes van een gezicht waar te nemen in de ruis. Dit was dus een illusie, geïnduceerd door de verwachting dat er gezichten zouden gepresenteerd worden.

 

De onderzoekers deden een meting van hersenactiviteit gedurende deze taak met een electro-encephalogram (EEG), en correleerden dit EEG met de antwoorden van de deelnemers. Hieruit bleek dat de illusie gerelateerd was aan activiteit in de prefrontale cortex, een deel van de hersenen dat je zeker als een ‘beslissingscentrum’ zou kunnen omschrijven. Daarnaast vonden ze echter ook dat er na dit prefrontale effect ook een associatie was tussen de illusie en activiteit in gebieden meer achteraan in het brein, gebieden die instaan voor de verwerking van visuele stimuli. Dit verklaart waarom de proefpersonen zo zeker van hun stuk waren wanneer ze rapporteerden dat er geregeld gezichten in de stimuli te vinden waren: het werd hen ‘meegedeeld’ door de hersengebieden waar we allen op vertrouwen om waar te nemen.

Hetzelfde fenomeen doet zich voor bij een expert-violist die een Stradivarius en een moderne viool vergelijkt in omstandigheden waarin hij weet welkeen de Stradivarius is. Vanuit de culturele verwachting dat er een verschil is in de richting van een superieure klankkleur bij de Stradivarius, zal de expert-violist de klank van de twee violen heel anders verwerken: bij de Stradivarius zal hij vooral letten op de positieve eigenschappen, bij de moderne viool zal hij veel kritischer zijn. Het gevolg is dat de expert-violist er rotsvast van overtuigd is dat er een duidelijk verschil is (Stradivarius is beter!), ook al is deze overtuiging gebaseerd op een illusie die geïnduceerd is door een verwachtingspatroon. Want eigenlijk is er geen detecteerbaar verschil in de klank. Het is allemaal een illusie gecreëerd door ons brein.

Referenties

Fritz et al. (2012). Player preferences among new and old violins. Proc Natl Acad Sci USA, 109, 760-763.

Plassmann et al.(2008). Marketing actions can modulate neural  representations of experienced pleasantness. Proc Natl Acad Sci USA, 105, 1050–1054.

Smith et al. (2012). Measuring Internal Representations from Behavioural and Brain Data. Current Biology,22, 191-196.  

Geschreven in Algemeen | 2 Reacties | Vaste link | Afdrukken

15. November 2011, 21:59

Een gebruikelijke benadering om de werking van ons brein te doorgronden is het te bestuderen in eenvoudige omstandigheden en vandaaruit te extrapoleren naar de meer complexe werkelijkheid. Deze methode wordt ook bij de analyse van andere systemen gebruikt. Ingenieurs, bijvoorbeeld, weten dat men veel te weten kan komen over de eigenschappen van een complex niet-lineair systeem door de eigenschappen van dit systeem te doorgronden in kleine deelsituaties waarin dit systeem zich lineair en dus ‘eenvoudig’ gedraagt.
 
Kinderen ondergaan dit proces op de schoolbanken, onder andere om te leren rekenen. Rekenen, en wiskunde in zijn geheel, is zo complex dat alleen de briljantste geesten in staat zijn om het helemaal (?) te doorgronden. Maar zelfs deze genieën zijn begonnen met het begin, en dat is: één plus één is gelijk aan twee. Niet drie, niet vier, nee, twee. En aanvankelijk leren we dit zelfs niet met abstracte getallen, maar voor heel concrete zaken: één hapje spaghetti en dan nog een hapje spaghetti, dat geeft twee hapjes spaghetti. Of nog: één vinger en dan nog één vinger, dan heb ik twee vingers. Doe ik terug een vinger weg, dan heb ik er terug één. Wonderbaarlijk in al zijn eenvoud. Laat ons ditzelfde fenomeen eens bestuderen op het niveau van ons brein. Het getallenstelsel, hoe complex het ook moge zijn, houdt zich aan een eenvoudige wetmatigheid dat één plus één gelijk is aan twee. Doet ons brein dit ook? Als ons brein één vinger te zien krijgt, en dan nog één vinger, ziet het dan twee vingers? Niet altijd.  
 
Het geheel is anders dan de som van de delen 
Vaak lijkt onze visuele waarneming af te wijken van zo'n eenvoudig optelgedrag. Een mooi voorbeeld komt uit het werk van gestaltpsycholoog James Pomerantz. Stel dat u de vier gebogen lijntjes neemt in het linker paneel hieronder. Hierbij is één lijntje gespiegeld in vergelijking met de andere lijntjes. Dan doet u er de vier gebogen lijntjes bij van het middelste paneel. Deze nieuwe lijntjes zijn allemaal hetzelfde. Dan krijgen we de situatie in het rechter paneel. Deze situatie zouden we kunnen omschrijven als 8 gebogen lijntjes waarvan één lijntje gespiegeld is in vergelijking met de andere. Dit is een eenvoudige optelsom. De kans is echter groot dat velen onder u hier eerder naar zullen verwijzen als 4 groepjes van 2 lijntjes, waarbij één groepje er anders uitziet als de andere drie groepjes (als “gesloten haakjes”). Bij deze beschrijving zijn we afgeweken van de optelsom, want we beschrijven het geheel van de acht lijntjes helemaal anders dan de twee afzonderlijke sets van 4 lijntjes.

   

Een gelijkaardig fenomeen doet zich voor bij de onderstaande stimuli. In het linker paneel hebben we weer vier lijntjes, waarbij er ééntje anders gedraaid is dan de andere. Daarbij doen we de 4 identieke hoeken uit het middelste paneel bij, en dan krijgen we de situatie in het rechter paneel. Hoevelen onder u zouden dit beschrijven als een collectie van lijntjes en hoeken, waarbij één van de lijnen anders staat? Weinigen, vermoed ik. Een veel evidentere beschrijving is als 3 pijlen en één driehoek.

James Pomerantz heeft een paradigma ontwikkeld om zulke afwijkingen van een optelling te meten. Hij toonde mensen de stimuli uit de linker- en rechterpanelen en hij bepaalde hoe snel en hoe accuraat mensen konden rapporteren in welk kwadrant de afwijkende stimulus staat. In de getoonde voorbeelden is het juiste antwoord altijd ‘rechtsonderaan’. In een systeem dat zich eenvoudig gedraagt en de stimuli uit het rechter paneel verwerkt als een optelsom van de andere panelen, verwachten we dat deze taak voor het rechterpaneel even traag of zelfs trager uitgevoerd wordt als voor het linker paneel. Dit simpelweg omdat de irrelevante informatie uit het middelste paneel toegevoegd werd (irrelevant omdat het voor elk van de 4 kwadranten hetzelfde is en dus niets bijdraagt). Echter, in sommige situaties, waaronder de situaties in de twee bovenstaande figuren, wordt de gecombineerde stimulus uit het rechterpaneel helemaal anders verwerkt dan een eenvoudige optelsom zodat mensen veel sneller en beter zijn in het bepalen van waar de afwijkende stimulus staat.
 
Dit fenomeen wordt het configurationeel superioriteitseffect genoemd: betere performantie met complexere configuraties. Het is een mooi voorbeeld van een Gestalt: een geheel dat anders is dan een eenvoudige som van zijn delen. Een cruciale vraag is nu wat er gebeurt in ons brein zodat het afwijkt van een optelsom. Deze vraag werd in onze onderzoeksgroep recent onderzocht door doctorandus Jonas Kubilius onder leiding van mezelf en collega Johan Wagemans.

Foute sommen in het brein 
In ons onderzoek vertrokken we van de hypothese dat de afwijking van een simpele optelsom te wijten zou kunnen zijn aan de graduele, van simpel naar complexe verwerking van visuele vormen in het visuele deel van het brein - hier wordt naar verwezen als een verwerking “van-beneden-naar-boven” (bottom-up). Deze verwerking wordt in artificiële modellen (“neurale netwerken”) op computers nagemaakt door een hiërarchische opeenvolging van berekeningsstappen. Hierbij verwerken gesimuleerde hersencelletjes de input die ze krijgen van cellen in vorige stappen en op basis daarvan geven ze een output. Interessant is hierbij dat sommige cellen output geven die geen eenvoudige optelsom is van hun input, maar een niet-lineaire operatie zoals de ‘max’-operatie: de output is gelijk aan het maximum van de input. 

Een schematische voorstelling van een neuraal netwerk: 

 

 

We voerden een hersenscan-studie uit om deze “van-beneden-naar-boven” hypothese te toetsen. De deelnemers namen plaats in een MRI-scanner, en voerden de hierboven beschreven taak uit met de pijltjes en de driehoek (rechter-paneel in bovenstaande figuur), of met de lijntjes (linker paneel). Op de bekomen hersenscan-data voerden we dan een gelijkaardige analyse uit als wat de deelnemers te doen kregen op gedragsniveau: we namen de activatie in bepaalde hersengebieden en probeerden uit deze activatie af te leiden waar de afwijkende stimulus stond.

We vonden dat gebieden die laag staan in de “van-beneden-naar-boven”-hiërarchie de stimuli verwerken op een manier die overeenkomt met een eenvoudige optelling van lijnen. Op basis van de activatie in deze gebieden was het zeker niet gemakkelijker, eerder moeilijker, om de driehoek te vinden tussen de pijlen dan om de lijn met een afwijkende oriëntatie te vinden. Daarentegen vonden we dat gebieden die hoog staan in de “van-beneden-naar-boven” hiërarchie de stimuli op een meer ‘configurationele’ manier verwerken en afwijken van een eenvoudige optelsom. Op basis van de activatie in deze gebieden was het veel eenvoudiger om de driehoek te vinden tussen de pijlen dan de lijn met de afwijkende oriëntatie.

Ons brein doorloopt dus meerdere stappen om visuele stimuli te verwerken, en doorheen deze stappen ontstaat het fenomeen dat de binnenkomende informatie niet langer als een optelsom van vele kleine stukjes gezien wordt maar als een geheel of Gestalt. Hierdoor is één plus één niet langer twee. Voor we in koor een meewarig “Ils sont fous, ces Neurones” uitbrengen, is het belangrijk om er op te wijzen dat dit fenomeen dat we hier met een vrij artificiële stimulusset hebben blootgelegd, cruciaal is voor sommige van de meest verbazingwekkende visuele talenten van onze soort. Ik denk hierbij in het bijzonder aan gezichtsherkenning; en een illustratie van “het geheel is anders dan de som van de delen” werd daarvoor eerder al gegeven met de blogpost over de gezichtsillusie van Bart De Wever en Elio Di Rupo. De meerwaarde van het snel kunnen vinden van een driehoek tussen pijltjes is misschien niet meteen evident, maar gelijkaardige processen zorgen ervoor dat je op niet te vermijden kerst- en nieuwjaarsrecepties erin slaagt om die mensen te vinden waarmee je graag omgaat en om die mensen te ontwijken die je liever vermijdt. We mogen dus blij zijn dat ons brein soms doet alsof het niet kan optellen. 

Referenties

Kubilius, J., Wagemans, J., & Op de Beeck, H. P. (in press). Emergence of perceptual Gestalts in the human visual cortex: The case of the configural superiority effect. Psychological Science.

Pomerantz, J. R. (2003). Wholes, holes, and basic features in vision. Trends in Cognitive Sciences, 7, 471-473.

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

07. September 2011, 22:39

Stel dat je bij een autohandelaar langs gaat op zoek naar een tweedehands wagen. De verkoper spreekt in lovende bewoordingen over één van de wagens, en die ziet er inderdaad best goed uit. Je stelt voor er een proefrit mee te maken. Je start de auto. De wagen rijdt goed, en de motor reageert vlotjes op het indrukken van het gaspedaal. Het valt echter meteen op dat de motor niet gelijkmatig loopt. Het toerental lijkt steeds op en neer te gaan, en er zijn allerlei andere geluiden en gesputter te horen. De kans lijkt me klein dat je de wagen alsnog zou kopen, niet?

En toch is dit zo een beetje hoe ons brein lijkt te werken. De analogie met een sputterende motor werd vorige week gebruikt door A. Kleinschmidt van Parijs tijdens een symposium over spontane fluctuaties in hersenactiviteit. Uit recent onderzoek blijkt namelijk dat hersenactiviteit continu verandert, zelfs al is het brein in rusttoestand (Engels: "resting state"). Meer nog, deze spontane fluctuaties zijn belangrijk voor het functioneren van de hersenen. Dat valt enigszins te verwachten gegeven hun aanwezigheid: uiteindelijk zijn onze hersenen het product van een proces van selectie van miljoenen jaren, genoeg tijd om zulke fluctuaties weg te werken als ze meer kwaad dan goed zouden doen.

Spontane fluctuaties en onze mentale gezondheid

Laten we eens naar de evidentie kijken uit de neurowetenschappen. In het laatste decennia is er veel onderzoek gebeurt met resting-state hersenscans. Hierbij wordt een scan genomen terwijl mensen zich in een wakkere rusttoestand bevinden. Uit dit onderzoek blijkt dat ook in zulk een toestand van rust allerlei hersenactiviteit te meten valt, en dat deze activiteit in een aantal gebieden, waaronder het "default netwerk", op een coherente manier op en neer gaat. Eén mogelijke functie van deze oscillaties is het behouden van de verbindingen tussen de betrokken hersengebieden.

De fluctuaties werden pas in het laatste decennium onderzocht en bleven lang verborgen, net omdat gebeurtenis-gerelateerde activiteit veel gemakkelijker te meten valt en daardoor ook meer opvalt en sterker/belangrijker lijkt. Maar de spontane fluctuaties en resting-state oscillaties zijn mogelijk erg belangrijk. Bijvoorbeeld, verschillen tussen mensen in deze spontane fluctuaties worden de laatste jaren aan steeds meer aspecten van ons mentale leven gekoppeld, en specifieke veranderingen in deze fluctuaties komen voor bij o.a. depressie (en de mogelijke respons op medicatie), schizofrenie, ADHD, en autisme. Enkele titels van publicaties die ik u niet wil onthouden: "Functional disintegration in paranoid schizophrenia using resting-state fMRI" en "A shift to randomness of brain oscillations in people with autism".

Spontane fluctuaties en onze reactie op externe stimulatie

Een gevolg van deze spontane fluctuaties is dat ons brein zich niet in een constante toestand bevindt. We mogen dan ook verwachten dat de respons van dit brein op een externe stimulus zal afhangen van de toestand waarin dit brein zich bevindt op het moment van stimulatie. Dit werd mooi geïllustreerd door een studie door de groep van Kleinschmidt. De deelnemers werden gescand terwijl een ambigue stimulus getoond werd die op twee manieren kon gezien worden: als een vaas in het witte vlak in de stimulus (zwart wordt dan achtergrond) of als 2 gezichten in het zwarte vlak (zie hieronder).

De hersenactiviteit werd gemeten in het meest gekende hersengebied dat sterk geactiveerd wordt bij het zien van gezichten, de "fusiforme face area" (FFA). En wat bleek? Als de spontane fluctuaties in activiteit ervoor zorgden dat de activiteit in deze FFA relatief hoog was vlak voor de ambigue stimulus getoond werd, dan werd deze stimulus meer als een gezicht gezien. Of iemand in deze stimulus een vaas ziet of twee gezichten hangt dus af van de spontaan fluctuerende variatie in activiteit in gebieden zoals de FFA. De getoonde stimulus is in beide situaties hetzelfde, het verschil zit hem in de toestand waarin de hersenen zich bevonden vlak voor de stimulus getoond werd.

Andere studies toonden onder andere aan dat onze reactiesnelheid op externe stimulatie afhangt van de toestand van deze spontane fluctuaties. De data suggereren dat de intrinsieke hersenactiviteit en fluctuaties gerelateerd zijn aan processen als selectieve aandacht (waar let ik op en hoe sterk doe ik dat?) en cognitieve controle (waarop let ik en wat negeer ik?). Als u zich op de rijbaan begeeft met uw auto en een sms krijgt op uw gsm net op het ogenblik dat de auto vóór u remt, dan hoop ik voor u dat de spontane fluctuaties in uw brein zich in de optimale toestand bevinden om snel het rempedaal in te drukken.

Spontane fluctuaties en de toekomst van België …

Samengevat hebben de spontane fluctuaties in hersenactiviteit gevolgen voor de werking van onze hersenen en de resulterende mentale processen zoals visuele waarneming. En blijkbaar is het zelfs één van de redenen waarom we één en dezelfde stimulus of situatie op verschillende manieren kunnen interpreteren. Sommigen onder jullie zullen dit misschien al snel relateren aan creativiteit, en onderzoek heeft inderdaad al gesuggereerd dat creatieve en minder creatieve denkers verschillen in resting-state activiteit. Bovendien hangt de oplossing die we vinden voor een probleem af van de staat waarin deze activiteit zich bevindt.

Om af te sluiten wens ik België dan ook zeer sterke spontane fluctuaties toe in het brein van Elio Di Rupo zodat hij met een creatieve oplossing kan komen voor de huidige crisis in de Vlaams-Waalse verhoudingen …

Referenties

Kounios et al. (2008). The origins of insight in resting-state brain activity. Neuropsychologia, 46, 281-291.

Lai et al. (2010). A shift to randomness of brain oscillations in people with autism. Biological Psychiatry, 68, 1092-9.

Raichle et al. (2001). A default mode of brain function. PNAS, 98, 676-682.

Zhou et al. (2007). Functional disintegration in paranoid schizophrenia using resting-state fMRI. Schizophrenia Research, 97, 194-205.

Geschreven in Algemeen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken

08. Juli 2011, 22:49

Wetenschap wordt bedreven door mensen. Dit leidt er onvermijdelijk toe dat de mindere kantjes van de mens ook doorsijpelen in de uitkomst van deze wetenschap. Eén van deze mindere kantjes is dat mensen (of beter: hun hersenen) erg goed zijn in het bedriegen van zichzelf. In voorbije blogs zijn hier zo al wel een aantal voorbeelden de revue gepasseerd. En als dat bij een wetenschapper gebeurt, tja, dan heeft dat gevolgen voor de wetenschappelijke resultaten en de interpretatie er van.

De zaak Gould versus Morton 

Deze maand werd in PLoS:Biology, een vooraanstaand open-access tijdschrift, een zeer intrigerend voorbeeld gepubliceerd door Lewis en collega’s. Eén van de meest vooraanstaande wetenschappers die ten strijde trok om zelfbedrog in de wetenschap te illustreren, was Stephen Jay Gould. Onder meer in zijn bestseller The Mismeasure of Man legde hij enkele tientallen jaren geleden een aantal mechanismen van zelfbegoochelingen (‘fallacies’) bloot. In dit boek ging hij vooral in op de volgens hem niet-verantwoorde neiging van wetenschappers om abstracte begrippen zoals intelligentie in meetbare schalen te gieten zodat mensen en rassen gerangschikt kunnen worden als zijnde meer of minder dan een ander.

Eén voorbeeld dat de revue passeerde in dit werk van Gould was een studie van Samuel Morton waarin die laatste de grootte van menselijke schedels vergeleek tussen mensen van verschillende afkomst. Morton had op basis van zijn metingen geconcludeerd dat er wel degelijk verschillen zijn tussen rassen en afkomst. Gould argumenteerde dat Morton dit onderzoek deed met de voorafgaande bedoeling van de hypothese te bevestigen dat zulke verschillen inderdaad bestaan, en dat dit Morton er toe bracht om bepaalde keuzes te maken die de kans op het vinden van zulk verschil vergrootte.

De beschuldiging was niet zozeer dat Morton dit bewust en met opzet zou gedaan hebben, maar wel dat zijn vooringenomenheid in de weg was komen te staan van een écht objectieve werkwijze bij het verzamelen en analyseren van zijn gegevens. Gould deed een heranalyse van Morton’s schedelmetingen, en kwam tot de conclusie dat de data eigenlijk geen evidentie opleveren voor de hypothese dat rassen verschillen in de grootte van hun schedel.

Het recente artikel in PLoS:Biology toont nu echter aan dat het misschien eerder Gould was die vooringenomen was, in zijn geval tégen de genoemde hypothese, en die deze vooringenomenheid liet meespelen bij het maken van bepaalde keuzes om bijvoorbeeld bepaalde groepen samen te nemen of niet. Terug naar af dus, of, in dit geval, terug naar Morton. Morton, die door het werk van Gould decennia-lang scheef bekeken werd als een ondermaatse empirische wetenschapper, wordt helemaal in ere gesteld. En Gould is in deze zo een beetje als een conservatieve moraalridder of priester die betrapt wordt op een slippertje.

Is het verhaal hier ten einde? Wie zal het zeggen. Misschien zijn de auteurs van het PLoS:Biology artikel ook wel vooringenomen. Waarschijnlijk ligt de waarheid in het midden, en is er bijvoorbeeld een verschil tussen rassen in schedelgrootte dat zo klein is dat het moeilijk te detecteren valt. In ieder geval is het veel kleiner dan de verschillen in schedelgrootte tussen mensen van eenzelfde ras (de variatie binnen rassen is inderdaad erg groot), en zijn er andere factoren met een veel grotere invloed, zoals klimaatsfactoren.

Maar dit hele voorval moet ons allen, wetenschappers even goed als niet-wetenschappers, toch wel doen nadenken over hoe wetenschap werkt en over hoe we behoren om te gaan met de verkregen resultaten en interpretaties. Ik ben geen specialist in het meten van schedels en het indelen van mensen in rassen, en het zal zeker niet evident zijn, maar al bij al lijkt dat mij toch wel een eenvoudigere zaak dan pakweg het in verband brengen van menselijke activiteit en een opwarming van de aarde. Zodra zo'n opwarming (of een verschil in schedelgrootte) zeer groot is, zal het eenvoudig zijn om conclusies te trekken en zullen de neuzen van wetenschappers allemaal in dezelfde richting wijzen. Maar de nieuwe onwenteling in de controversie tussen Morton en Gould toont aan dat het bij een kleine effectgrootte zeer moeilijk wordt om uit te sluiten dat de achtergrond en overtuigingen van een wetenschapper een invloed gaan hebben op zijn resultaten die hij krijgt, en, meer nog, op de conclusies die hij trekt.

Zelfbedrog: een noodzakelijk kwaad?

Kunnen we dit probleem voorkomen? Moeilijk. Het is onvermijdelijk dat er tijdens empirisch werk beslissingen moeten genomen worden, en het is net dan dat de achtergrond en overtuigingen van de wetenschapper in kwestie de doorslag geven. Bijvoorbeeld, data die niet passen bij de overtuiging, worden aan extra controle onderworpen, data die mooi uitkomen minder.

De remedie tegen dit probleem lijkt duidelijk: strikte regels en procedures. Maar empirisch werk bevat per definitie een element van verrassing (de meest interessante experimenten zijn die met onverwachte resultaten!), en het is bijna onvermijdelijk dat er zich situaties voordoen die niet helemaal gedekt worden door de bestaande regels en procedures. Zodra een procedure helemaal geperfectioneerd en uitgeschreven is, een “standard operating procedure” zo je wil, is de kans hierop al heel wat minder, maar bij echt innovatief onderzoek is zo’n SOP vaak niet beschikbaar.

En zelfs als dit probleem volledig kan uitgesloten worden bij het verkrijgen en analyseren van data, dan is er nog het moment waarop de data moeten gepubliceerd worden. Zou het verwonderlijk zijn als wetenschappers het meeste aandacht geven aan de data die het beste bij  hun overtuiging passen, die dan ook in de meest invloedrijke tijdschriften proberen te publiceren, waardoor net die data het meest door collega’s worden opgepikt? Dit is een subtiele variant van de alom gekende bias om positieve resultaten te publiceren en negatieve resultaten (zogeheten ‘nul-effecten’) niet, maar de subtiliteit van de bias maakt het zo mogelijk nog meer verradelijk.

 

Een sluitende oplossing is er dus niet voor dit probleem. Het woord ‘onvermijdelijk’ uit de tweede zin van deze tekst is dan ook letterlijk te nemen. Wil dat zeggen dat wetenschap helemaal niet te vertrouwen is? Helemaal niet. Het wil wel zeggen dat er in complexe materies waarbij vele variabelen betrokken zijn, en waarin effecten relatief klein of moeilijk te meten zijn, subjectieve factoren zijn die mee in het spel zijn en die kunnen verklaren waarom verschillende experts met een verschillende achtergrond tot tegenstrijdige maar toch met overtuiging gebrachte conclusies kunnen komen over hetzelfde fenomeen. Het afwijzen van de wetenschappelijke methode zou ons echter nog verder weg van de waarheid brengen. Het is in zulke gevallen aan de wetenschap om de vele variabelen beter in kaart te brengen, en de effecten beter te meten. Maar het is alleszins belangrijk dat alle betrokkenen zich bewust zijn van het gevaar van zelfbedrog in de wetenschap. En het overbrengen van die boodschap is in het artikel in PLoS:Biology meer dan geslaagd.

Dus: maak gebruik van het voordeel van open access, en lees die handel!

Lewis JE, DeGusta D, Meyer MR, Monge JM, Mann AE, et al. (2011) The Mismeasure of Science: Stephen Jay Gould versus Samuel George Morton on Skulls and Bias. PLoS Biol 9(6): e1001071. (http://www.plosbiology.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pbio.1001071) 

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

14. Februari 2011, 18:20

Hoe betrouwbaar is onze inschatting van de verschillen en gelijkenissen tussen politici, zoals Bart De Wever, Elio Di Rupo, en Geert Wilders? Niet zo goed, zo blijkt, zelfs niet voor elementen die we met onze eigen ogen kunnen zien.

Laat me beginnen bij België. De toekomst van België lijkt af te hangen van de (on)macht van Bart De Wever en Elio Di Rupo om tot een compromis te komen. Al maanden benadrukken politici en journalisten de grote afstand tussen de standpunten van De Wever en Di Rupo, de metershoge muren die gesloopt moeten worden, en de diepte van het water dat hen scheidt. Consistent komen leden van de twee taalgroepen tot verschillende conclusies over wie gelijk heeft en over wat hoort en wat niet hoort (ik heb net de RTBF-uitzending over de begrafenis van Marie-Rose Morel gezien als ik dit schrijf). Dit zijn allemaal nogal complexe discussies, en ze gaan grotendeels het petje van de gemiddelde burger te boven. Een diploma in zowel rechten als economie lijkt wel onontbeerlijk om nog mee te kunnen. Deze diploma’s heb ik niet, maar zou ik toch als leek even mogen suggereren dat we de verschillen misschien een ietsie pietsie uitvergroten? Misschien verbeelden we het ons dat de verschillen tussen Vlamingen en Walen zo groot zijn?

De illusie: Het zien van verschillen die er niet zijn     

Waarschijnlijk gaat u me niet geloven, dus laat ik een zeer concreet voorbeeld geven dat dit punt zo duidelijk aantoont dat geen jurist het nog kan tegenspreken. Neem even de tijd om naar de onderstaande foto’s van de twee genoemde heren te kijken.

     

 

Mag ik aannemen dat de meesten onder jullie in beide foto’s meteen Di Rupo (links) en De Wever (rechts) herkenden? Gegeven dat alle lezers van deze website natuurlijk erg kritische geesten zijn, hebben velen onder u vrij snel opgemerkt dat er toch iets mankeert aan de twee foto’s. Inderdaad, ik heb alle delen van de twee gezichten met elkaar vermengd en die mengvorm terug in de twee foto’s geplakt op een weinig gesofistikeerde manier (de randen van mijn knip en plak werk zijn dus nog goed zichtbaar). Beide heren hebben daardoor hetzelfde gelaat: identieke ogen, een identieke neus, en een identieke mond. Als je zeer aandachtig naar deze details kijkt, dan zie je het. Maar als je gewoon naar het gezicht als geheel kijkt, dan zie je dit niet langer en dan lijken het twee verschillende gezichten. Een mooi voorbeeld van hoe ons brein verschillen kan creëren die er niet eens zijn. En dit is geen politiek, geen economie, geen kwestie van ingewikkelde bevoegdheidsoverdrachten of financieringswetten. Nee, het is onze directe visuele waarneming.   

Heeft dit te maken met onze niet-visuele ervaringen met deze mannen? Zou het kunnen dat onze visuele waarneming hier beïnvloed wordt door hogere redeneringen in ons brein? Zo van: deze mannen zijn in alles zo verschillend, laten we ze dan ook als verschillend percipiëren in termen van hun gelaat? Voor zulke complexe processen is in dit geval geen evidentie. Laat ik dit weerom visueel aantonen met een nieuwe figuur: 

    

 

Hier heb ik hetzelfde spelletje gespeeld met Geert Wilders (links) en Bart De Wever (rechts). Weerom twee verschillende foto’s, weerom twee gezichten die er bij een snelle blik als verschillend uitzien, maar die bij nader inzicht exact dezelfde ogen, neus, en mond bevatten. In dit geval zijn er geen hogere processen te identificeren die ons zouden verleiden tot het uitvergroten van de verschillen tussen de twee gezichten op basis van de grote politieke verschillen. Als ik al iets van vergelijkingen tussen Wilders en De Wever ben tegengekomen in de media, dan waren het eerder pogingen om gelijkenissen tussen beide heren te vinden.

De oorzaak van de illusies: Het brein houdt niet van eenvoudige sommen     

Deze visuele illusies hebben dus niets te maken met de politieke standpunten waar al deze heren voor staan, noch met onze persoonlijke houding ten opzichte van deze standpunten. Integendeel, de illusies vinden hun oorsprong in hoe onze visuele waarneming werkt, los van politiek. Hoe ontstaat deze illusie dan? Ik heb voor het creëren van deze afbeeldingen de mosterd gehaald bij Pawan Sinha van het Massachusetts Institute of Technology, die vijftien jaar geleden al hetzelfde deed met foto’s van Bill Clinton en Al Gore. Illusies als deze illustreren het grote belang van context bij visuele waarneming in het algemeen, en bij gezichtsherkenning in het bijzonder. We verwerken gezichten niet als een som van een gezichtsomtrek, 2 ogen, een neus, en een mond. Integendeel, gezichten worden als een geheel verwerkt, en de verwerking van elk van deze delen wordt beïnvloed door de aanwezigheid van de andere delen. Het is een mooi voorbeeld van een oud adagio uit de waarnemingspsychologie “Het geheel is anders dan de som van de delen”. Eén plus één is niet noodzakelijk gelijk aan twee ... 

Een recente hersenscan-studie door een groep in Israël onder leiding van Galit Yovel bestudeerde de interactie in het brein tussen de verwerking van gelaatskenmerken en meer externe eigenschappen van gezichten. In het geval van deze studie ging het over de toevoeging van een bril aan een gezicht. De studie onderzocht de hersenactiviteit in een klein gebied van de hersenen waarvan geweten is dat het veel sterker reageert op het zien van gezichten dan het zien van andere vormen: de “Fusiform Face Area” of FFA. Het wijzigen van de bril op één en hetzelfde gezicht bleek voldoende om de FFA de twee stimuli als een verschillend gezicht te laten beschouwen. Wat er in dit hersengebied gebeurt, komt dus overeen met onze waarneming in het geval van de Di Rupo/De Wever- en Wilders/De Wever-illusies.

Het sterke effect van context op de activiteit van dit FFA gebied wordt ook treffend geïllustreerd door een eerdere studie van Cox en collega's. In deze studie toonden ze verschillende stimuli aan personen die in een hersenscanner lagen: een bal, een torso, en een bal bovenop een torso. De FFA reageerde weinig op de bal of de torso, maar des te meer reactie was er op de bal bovenop de torso (zie figuur hieronder voor een illustratie van zo'n figuur; merk de gelijkenis met werk van René Magritte). De reactie op de twee stimuli samen was dus meer dan de som van de reacties op elke stimulus apart. De bal wordt door de FFA alleen als een hoofd verwerkt als die bal bovenop een torso gezet wordt, wat weeral een illustratie is van het sterke effect van context op gezichtsperceptie.

      

Take-home message 

Het interessante aan visuele illusies is dat het moeilijk blijft om ze te vermijden, ook al weten we dat het illusies zijn, en ook al weten we waar ze ontstaan in ons brein. Jazeker, als we goed letten op de details in de bovenstaande foto’s dan zien we dat beide gezichten hetzelfde gelaat hebben. Maar dat neemt niet weg dat de twee gezichten en hun gelaat er terug erg verschillend gaan uitzien als onze aandacht even verslapt. Ik kan jullie verzekeren dat onze oordelen over veel complexere zaken, zoals het gelijk of ongelijk van politici, evenzeer onderhevig zijn aan illusies. Die cognitieve, politieke en sociale illusies zijn niet op een even directe manier aan te tonen als visuele illusies, en we kunnen ze dus gemakkelijker blijven ontkennen. Maar ze zijn er! Het zou onze politici, onze journalisten, en onszelf ten goede komen als we af en toe wat voorzichtiger zouden zijn in onze oordelen en er de relativiteit en context-afhankelijkheid van zouden erkennen. Mind your illusions!     

Referenties

Axelrod, V., & Yovel, G. (in press). Non preferred stimuli modify the representation of faces in the FFA. Journal of Cognitive Neuroscience.

Cox, D., Meyers, E. and Sinha, P. (2004). Contextually evoked object-specific responses in human visual cortex. Science, 303, 115-117.

Sinha, P., & Poggio, T. (1996). I think I know that face. Nature, 384, 404.  

Geschreven in Algemeen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken

06. Oktober 2010, 10:50

Ik ben soms asociaal. Tijdens een eerste contact zou je het nochtans niet zeggen. Ik ben goed opgevoed, dus altijd vriendelijk tegen onbekenden, en een goede babbel kan er ook altijd af. Maar als je mij als nieuwe kennis de dag na zulk een babbel terug tegenkomt, dan zou het kunnen dat ik doe alsof ik je niet herken. Althans, de kans is groot dat je het zo gaat interpreteren, als een doen alsof. Het probleem is echter dat ik je écht niet herken.

 

Zeg nu zelf, dat is toch asociaal, niet? Heb je daar een hele tijd met mij staan praten, en een dag of week later kan er nog geen blijk van herkenning af. Tja, daar knapt een mens op af. Dan dacht je al eens een sympathieke prof ontmoet te hebben, en dan krijg je zoiets.

 

Pathologisch is het gelukkig niet. Ik herken mijn vrouw en familie, mijn naaste collega’s, vrienden, ook verdere kennissen en sporadische contacten als ik ze voldoende keren heb gezien. Maar in mijn brein lijkt het opbouwen van de fotoboek van mij bekende mensen toch nogal traag te verlopen. De foto’s gaan blijkbaar meestal verloren, en ik moet er vele nemen vooraleer er eindelijk ééntje blijft ‘plakken’.

 

Ik zou een dik boek kunnen schrijven over al de ongelukkige situaties die het gevolg zijn van deze eigenschap van mijn brein. Enerzijds zijn er situaties waarbij ik iemand aanspreek die ik denk te herkennen maar die dan toch iemand anders blijkt te zijn. Anderzijds is er het nog veel meer voorkomende voorval van mensen die mij aanspreken in de veronderstelling dat ik hen meteen herken en die ik dan aan het lijntje moet houden totdat ik er via wat koetjes-en-kalfjes-praat achter kom met wie ik nu eigenlijk sta te praten.

 

Wat doe je hier mee?

Echt handig is dit niet voor de meeste jobs. Als ikzelf op een wetenschappelijk congres ben met duizenden collega’s, tja, dan kost het me heel wat inspanningen om te bereiken wat sommige mensen automatisch kunnen, zoals het eruit pikken van een collega waar ik enkele maanden ervoor een kwartiertje mee gepraat heb. Maar goed, congressen zijn vooral een manier om mijn wetenschappelijk werk kenbaar te maken - het wetenschappelijk werk zelf gebeurt met een relatief kleine schare van enkele tientallen collega’s en daarmee heb ik als niet-pathologische gevalsstudie geen enkel probleem.  

Het leidt echter geen twijfel dat er heel wat beroepen zijn waarvoor een beperkt gezichtsherkennings-vermogen een echte handicap is, en sterk bepalend voor succes. De meest voor de hand liggende voorbeelden van pakweg een sales manager en een politicus laat ik even voor wat ze zijn, en ik neem het voorbeeld van een huisarts. Zelf zou ik een slechte huisarts zijn. Ik zou bij god niet weten wie er mijn kabinet binnen stapt tot ze zelf hun naam zeggen – of de patiënt in kwestie zou al op zijn minst een aantal keren moeten langs geweest zijn. Zeg nu zelf, dat is niet bevorderlijk voor een vertrouwensrelatie. Ik heb zelf de beste herinneringen aan een huisarts die al zijn patiënten perfect herkende, ook buiten de context van zijn kabinet (op straat, op de markt, etc.), en meteen ook alle informatie onthield over hun leven. Na een verhuizing was ik meerdere jaren niet meer bij die man geweest, en tijdens een vakantie kwam ik er nog eens langs, zonder voorafgaande afspraak, en die man herkende me meteen. Ongelofelijk, toch voor iemand als ik!

Ik zou dus geen goede huisarts zijn. Een café of krantenwinkel kan ik best ook niet gaan opstarten als ik ooit tijdens een midlife crisis genoeg krijg van mijn gevarieerde leven aan de universiteit. Geef mij dan maar pakweg de job van chirurg. Alle patiënten hebben hun bed en kamer, met een naamplaatje er bij, en geen kans op vergissing. Perfect voor iemand als ik. En dan best nog een chirurg van “gevoelige locaties”, zoals pakweg de prostaat of sterilisaties, dan is de kans ook klein dat de patiënten mij op straat erover aanspreken.

 

Hoe uitzonderlijk is dit nu? In de wetenschappelijke literatuur is al langer bekend dat sommige mensen zeer slecht zijn in het herkennen van gezichten. Er is zelfs een naam voor dit syndroom, prosopagnosie of gezichtsblindheid. Maar dat heb ik gelukkig niet. Want mensen met echte prosopagnosie herkennen zelfs vaak hun eigen vrouw en kinderen niet. Vraag hen niet om hun eigen kind op te halen aan de kinderopvang, want dat is een ramp. Kunt u het zich in dit post-Dutroux tijdperk al voorstellen dat een man aan de ingang vraagt: “Kunt u me vertellen waar mijn zoontje Pietje Jansen is, want ik herken hem zelf niet?”. Sommige mensen worden geboren met prosopagnosie, maar het kan ook het gevolg zijn van hersenletsels.

 

In de laatste jaren is men echter ook gaan beseffen dat er naast deze extreme gevallen van prosopagnosie ook een hele variatie is tussen ‘gewone’ mensen in hoe goed ze gezichten kunnen herkennen. De huisarts waarvan sprake zit in het betere deel van deze verdeling, ik in het mindere deel. Maar waarom zijn sommige mensen goed en andere mensen slecht in het herkennen van gezichten? Wie of wat is de schuldige voor mijn armzalige prestaties op dit vlak?
 

De oorzaak 

Dankzij twee recente wetenschappelijke publicaties in zeer vooraanstaande tijdschriften, de Proceedings of the National Academy of Science of the USA en Current Biology, weet ik eindelijk wie ik ten dele de schuld kan geven voor mijn probleem: mijn voorouders. Beide studies tonen namelijk aan dat onze genetische bagage een zeer belangrijke factor is voor hoe goed we gezichten kunnen herkennen. De twee studies onderzochten of identieke tweelingen meer overeenkomen in de gave om gezichten te herkennen dan niet-identieke tweelingen. Dit bleek zo te zijn, in zulk een mate dat mogelijk zo’n 70% (40% volgens de éne studie, 100% volgens de andere) van de verschillen tussen mensen in dit talent te wijten zijn aan genetische variatie. De studies controleerden voor een mogelijke bijdrage van andere factoren met een genetische link, zoals intelligentie, en deze factoren lagen dus niet aan de basis van de resultaten. 70% is een behoorlijk hoog cijfer, ter vergelijking, de overerfbaarheid van intelligentie is algemeen gekend, maar ligt niet veel hoger.  

Deze bevindingen wekken veel interesse, net omdat het over zulk een specifiek talent gaat, in tegenstelling tot intelligentie. De specificiteit van het talent maakt dat de gevolgen van een gebrek uiteindelijk nog meevallen. Terzelfdertijd behelst dit specifieke talent een zeer complexe eigenschap van ons brein, in tegenstelling tot pakweg bijziendheid (wat ook sterk overerfbaar is). Dit suggereert dat ook zulke zeer complexe eigenschappen mogelijk gerelateerd zijn aan wat één van de studies “specialist genes” noemt. De complexiteit van het talent heeft zo zijn gevolgen, want ook al weten we in de hersenwetenschappen al behoorlijk goed welke delen van de hersenen instaan voor gezichtsherkenning, we tasten voorlopig nog in het duister over hoe variaties in de werking van deze hersendelen leiden tot de geobserveerde variatie tussen mensen in hun talent tot het herkennen van gezichten. De complexiteit van gezichtsherkenning zorgt er dan ook voor dat er geen pasklare remedie beschikbaar is voor eventuele problemen. Voor bijziendheid bestaat een bril, voor gezichtsblindheid (nog?) niet.

Lees het achtergrondartikel over gezichtsblindheid uit Psyche&Brein.

Geschreven in Algemeen | 5 Reacties | Vaste link | Afdrukken

19. Maart 2010, 14:24

Het televisie-programma “De kinderpuzzel” met Bart De Pauw en Tine Embrechts draait rond een aantal koppels die moeten achterhalen welke kinderen bij welke ouders horen. De programma-makers hebben hun best gedaan om het raadsel te verbergen. Bijvoorbeeld, als één van de koppels een sterk Limburgs dialect spreekt, dan zijn er naast de kinderen van dat koppel ook nog andere kinderen uit dezelfde streek die als stoorzender fungeren. Maar in normale omstandigheden is het gezicht onze belangrijkste aanwijzing om iemand te herkennen. Moesten de programma-makers ook zorgen voor stoorzenders voor gelijkenissen tussen ouders en kinderen in gelaatstrekken? Niet echt, zo blijkt …

 

Wat zegt de wetenschap?

 

Wetenschappelijke studies wijzen er op dat het in gecontroleerde omstandigheden, waarin het gezicht de enige bron van informatie is, bijna ondoenbaar is om kinderen toe te wijzen aan de juiste ouder. Een typische taak start met de aanbieding van een kinderfoto samen met de foto’s van twee of drie volwassenen, en daarbij de vraag om te beslissen wie van de twee volwassenen een ouder is van het kind. Een wetenschappelijke versie van de kinderpuzzel zoals we die kennen van TV. Deze studies doen geen moeite om stoorzenders te introduceren en kiezen de juiste en foute volwassenen op toevallige wijze, al vermijden ze natuurlijk triviale situaties zoals het combineren van een blank kind met een blanke en een Chinese volwassene.

 

Iemand die zou gokken in deze taak, haalt een score van 50% (keuze uit 2 volwassen foto’s) of 33% (3 volwassenen om uit te kiezen). Als iemand zulk een skore haalt dan is die niet in staat een onderscheid te maken tussen ouders en niet-ouders. Studies wijzen uit dat de keuzes van mensen in zulke taken niet veel beter is dan wat je zou krijgen door te gokken. Bijvoorbeeld, Brédart en French (1999) vroegen aan studenten om een keuze te maken uit de foto’s van 3 volwassenen (wie is de vader/moeder?). Voor kinderen van 1 jaar was het percentage correcte identificaties 42%, voor 3-jarigen 44%, en voor 5-jarigen ongeveer 47%. In sommige studies zijn de percentages nog lager. Christenfeld en Hill rapporteerden in 1995 bijvoorbeeld dat de percentages helemaal niet boven kansniveau uitstegen, en dit voor kinderen in een leeftijdsbereik van 1 tot zelfs 20 jaar. Na vele studies kunnen we stellen dat performantie in deze taak soms beter is dan kans, maar niet veel.

 

Het bedrog van ons brein in de kraamafdeling …

 

Deze scores zijn dus verrassend laag. Zo laag dat ze in schril contrast staan met de mate waarin we geneigd zijn om gelaatskenmerken van gezichten van baby’s en peuters te associëren met die van volwassenen. Ik ken de statistieken niet, maar het zou me niet verbazen als dit het meest voorkomende gespreksonderwerp is in kraamklinieken (na de obligate vragen over het verloop van de bevalling en de naamkeuze): “Oh, kijk eens hoe mooi, net de neus van haar papa”, “Hé, die wangen heeft hij van zijn mama”. Op basis van de wetenschappelijke studies ter zake spijt het mij te moeten zeggen dat dit dus allemaal (of toch pakweg 90% van deze beweringen) larie en apekool is.

 

Voor sommige lezers zal dit misschien onwaarschijnlijk klinken, omdat de gelijkenissen toch wel erg opvallend zijn. Mensen zijn echt overtuigd van zulke uitspraken, en ze zijn geen leugenaars. Maar mensen zijn ook geen goede schatters van probabiliteiten (zie o.a. een vroegere post in deze neuro(b)log). Als je op puur toeval alle baby’s in een kraamkliniek in een ander bed zou kunnen leggen zonder betrapt te worden, dan zouden dezelfde uitspraken nog steeds gedaan worden, even vaak. Elke baby lijkt wel in iets op elke volwassene, de keuze aan kenmerken is haast oneindig (neus, wangen, ogen, mond, kin, lippen, …). Natuurlijk zullen er ook verschillen zijn, maar daar zijn we niet naar op zoek en daar letten we dus niet op. En als er geen voldoende gelijkenissen zijn, dan verzint ons brein ze wel. Niet bewust, nee, we zijn geen bewuste bedriegers, maar ons brein doet het wel voor ons. Als ons brein ons in staat stelt om olifanten te zien in stapelwolken, Jezus in lijkwades, en duivelsgezichten in rookpluimen (zie hieronder voor een bekend voorbeeld, nl. de rookpluim van 9/11), dan is het misschien niet zo verbazend dat datzelfde brein ons in staat stelt om een willekeurige baby sprekend te doen lijken  op zijn veronderstelde mama of papa.

   

Achterliggende oorzaken

 

Blijft natuurlijk nog steeds de vraag waarom gelaatstrekken van kinderen en hun ouders zo sterk verschillen dat ze bijna even verschillend zijn als de gelaatstrekken van toevallige kind-volwassene paren. Wat zijn de onderliggende oorzaken hiervan? Het is natuurlijk geen evidente taak om kinderen te vergelijken met volwassenen, want gelaatstrekken veranderen doorheen de ontwikkeling. Bijvoorbeeld, de neus van een baby ondergaat heel wat veranderingen doorheen het leven, en de neus van pakweg de koning van België lijkt in niets op het neusje waarmee hij geboren werd (en dit is zonder chirurgie, we spreken hier niet over the King of Pop).

 

Een tweede mogelijke oorzaak ligt weer in onze hersenen, nl. het feit dat we gezichten herkennen als een soort ‘geheel’. Bij gewone gezichtsherkenning letten we niet zozeer op wat voor neus iemand heeft, of wat voor mond, maar op hoe het gezicht er in zijn geheel uit ziet. Dit wordt treffend geïllustreerd door de onderstaande foto's (overgenomen uit Maurer et al., 2002).

  

Beide foto’s zijn gemanipuleerd, ze hebben namelijk dezelfde ogen, neus, en mond. Toch herkennen we meteen twee verschillende personen (Al Gore en Bill Clinton) zonder dat de manipulatie opvalt, althans niet in eerste instantie. Deze geheel-herkenning van gezichten heeft dus tot gevolg dat we erg moeilijk taken kunnen uitvoeren zoals “lijkt de neus van deze twee mensen op elkaar”, en dat is nu net wat we proberen te doen als we kinderen aan de juiste ouder willen koppelen. Zonder al te veel succes dus.

 

Een derde mogelijke oorzaak vinden we in onze evolutionaire achtergrond. In een prehistorische beschaving, nog meer dan nu, is het van belang voor een baby dat de vader overtuigd is dat het kind van hem is (de moeder weet dit natuurlijk met zekerheid). Alleen dan zal de vader zich inspannen om de overleving van het kind te bevorderen en zeker niets doen om het tegen te werken (zoals infanticide). Eén manier om dat te bereiken is dat baby’s systematisch lijken op hun vader, gemiddeld gezien mogelijk meer dan op hun moeder. Christenfeld en Hill rapporteerden zo'n effect, maar het was klein en andere studies hebben dit niet gerepliceerd. Een andere manier is er voor te zorgen dat baby’s eigenlijk op geen enkele ouder lijken, en te rekenen op de algemene eigenschap van ons brein om ons te doen zien wat we willen zien. Dat lijkt dus de strategie te zijn die vanuit de evolutie tot stand is gekomen.

 

Misschien tot slot nog een wijze raad voor die lezers die de neiging hebben hun wetenschappelijke kennis te pas en te onpas te etaleren, en binnenkort op bezoek gaan bij een pasgeboren baby: Ik heb zo een gevoel dat een jonge moeder meer gesteld gaat zijn op de zoveelste “oh, kijk die mooie wangetjes, net haar mama”, dan op een exposé over de onbetrouwbaarheid van zulke uitspraken en, nog erger, over de rol van zulke vergelijkingen om te vermijden dat de papa infanticide pleegt. Het zou je niet in dank afgenomen worden, niet door de ouders en niet door mij - in geval ze op deze site hun beklag komen doen …

 

Brédart, S., & French, R. M. (1999). Do babies resemble their fathers more than their mothers? A failure to replicate Christenfeld and Hill (1995). Evolution and Human Behavior, 20, 129–135. 

Bressan, P., & Grassi, M. (2009). Parental resemblance in one-year-olds. Evolution and Human Behavior, 25, 133-141. 

Christenfeld, N. J. S., & Hill, E. A. (1995). Whose baby are you? Nature, 378, 669.   

Maurer, D., Le Grand, R., & Mondloch, C. (2002). The many faces of configural processing. Trends in Cognitive Sciences, 2002, 6, 255-260.

Geschreven in Algemeen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken

12. Februari 2010, 22:41

Wij hebben twee ogen. Het beeld dat binnenkomt in elk oog is niet helemaal hetzelfde – al zijn de verschillen meestal klein. Toch nemen we bewust maar één beeld waar. Voor ons bewustzijn is er één beeld, geen twee. Deze eigenschap van ons visueel systeem wordt door wetenschappers gebruikt om inzicht te krijgen in hoe bewustzijn tot stand komt in onze hersenen.

 Binoculaire rivaliteit 

Hiervoor creëren wetenschappers uitzonderlijke omstandigheden waarin een helemaal ander beeld gepresenteerd wordt aan elk oog. Deze twee beelden gaan dan met elkaar in competitie, wat in het Engels “binocular rivalry” (binoculaire rivaliteit) genoemd wordt. Ik zal dit eventjes illustreren met de onderstaande cijfers, een blauwe ‘5’ en een rode ‘2’. Een methode om hiermee binoculaire rivaliteit te creëren die bij de meeste mensen gaat werken, is door twee WC-rolletjes te nemen. Zet de twee rolletjes vlak naast elkaar, één over elk cijfer, en kijk met je ogen door de rolletjes zoals door een verrekijker. Na een korte tijd zullen de twee cijfers in elkaar vloeien en zie je maar één stimulus meer. Je kunt ook een kaft/karton tussen beide cijfers zetten en met één oog naar elk cijfer kijken door je gezicht tegen de kaft te zetten, maar of je dan rivaliteit krijgt hangt van je manier van kijken af (je kan het altijd eens proberen als je geen WC-rolletjes kunt bemachtigen). Als het werkt, dan zie je niet langer twee karakters, maar wel één beeld dat in de tijd verandert. Blijf rustig een tijdje kijken (enkele tientallen seconden). Soms ga je alle lijnen zien staan, maar niet altijd. Soms zie je misschien zelfs ofwel een ‘2’, ofwel een ‘5’.  Wat je ziet, verandert in de tijd en je lijkt er weinig controle over te hebben. Werkt het?

 

Hieronder staat een gewijzigde set van karakters, nu is het een blauwrode ‘3’ naast een blauwrode ‘E’. Maar zodra je een tijd door de WC-rolletjes kijkt, merk je dat je waarneming erg gelijkaardig is als in het eerste voorbeeld met een ‘5’ en een ‘2’.

 

 

Er zijn nog heel wat andere voorbeelden van rivaliteit tussen mogelijke waarnemingen. Meestal gaat het dan over één beeld (monoculaire rivaliteit) dat op verschillende manieren kan geïnterpreteerd worden. Hieronder staan twee voorbeelden. Vlak hieronder staat een stimulus die zowel als een rat of als een mensen-hoofd kan geïnterpreteerd worden. Het is telkens maar mogelijk om één van beide interpretaties te zien, ze zijn “mutueel exclusief”. Bijvoorbeeld, de onderste lijn is ofwel een staart, ofwel de onderkant van het hoofd, maar het lijkt onmogelijk om het als beide te zien.

   

Hierin is het laatste voorbeeld van vandaag wat anders. Hieronder staat een reeks stimuli waarvan de middelste op twee manieren kan gezien worden, in dit geval als een huis of als een gezicht (stimuli gemaakt door Elfi Goesaert van de K.U.Leuven). Maar deze interpretaties lijken minder tegenstrijdig omdat beide interpretaties vertrekken van dezelfde vorm. Men zou dit een huis kunnen noemen dat in zijn structuur lijkt op een gezicht. Zulk een bewoording is niet echt geschikt voor het bovenstaande rat/mens voorbeeld.

 Je brein aan het werk 

Hoe mooi deze monoculaire voorbeelden ook zijn, ze zijn misschien niet zo intrigerend als binoculaire rivaliteit omdat we meer vat lijken te hebben op de monoculaire stimuli. We kunnen welgemikt gaan ‘zoeken’ naar de mogelijke interpretaties, terwijl de binoculaire rivaliteit meer “tot ons” komt. Daarom is binoculaire rivaliteit misschien wel het mooiste voorbeeld van de dynamische werking van je brein. Je bewuste waarneming, en de overgang van de ene waarneming naar een andere, is te wijten aan wat er zich in je hoofd afspeelt, en is niet zomaar een eenvoudig gevolg van de binnenkomende beelden. Dit paradigma van binoculaire rivaliteit wordt dan ook gebruikt om inzicht te verwerven in de dynamische (in de tijd veranderende) processen die zich in je hoofd afspelen en die leiden tot de inhoud van ons bewustzijn.

 

Een eerste interessant gegeven is dat de informatie van de twee ogen een hele tijd gescheiden verwerkt wordt. In de ogen zelf (retina), evenals in het volgende tussenstation, de thalamus. De informatie komt dus gescheiden binnen in de hersenschors, meer specifiek in de primaire visuele hersenschors. Daar wordt deze informatie vrij snel gemengd, en de meeste hersencellen in de hersenschors hebben dan ook geen benul van wat er in elk oog apart binnenkwam. Dat komt dus overeen met onze bewuste waarneming: net als wijzelf ‘zien’ deze hersencellen één beeld, en het is voor deze hersencellen, net als voor ons, onmogelijk om uit te maken of dat beeld van het linkeroog komt, van het rechteroog, een mengvorm is van twee verschillende beelden, dan wel of beide ogen hetzelfde beeld binnen kregen.

 

In de wetenschappelijke literatuur is er echter veel discussie over hoe deze bewuste waarneming tot stand komt. Er bestaat een heel continuüm aan wetenschappelijke hypotheses, maar er zijn twee uitersten te onderscheiden. Allereerst zou het kunnen dat het de twee monoculaire inputs zijn die in competitie treden, waarbij er over de tijd telkens een andere input wint. Dit zou zich dan in de hersenen afspelen op een niveau waarin cellen nog ‘weten’ welke input van welk oog komt, dus bijvoorbeeld in de thalamus of in de primaire visuele hersenschors.

Een andere mogelijkheid is echter dat het de voorstellingen van de twee getoonde beelden zijn die in competitie treden. Dus als er een ‘2’ en een ‘5’ getoond worden, dan gaan hersencellen die coderen voor de ‘2’ in competitie met cellen die coderen voor de ‘5’. Deze cellen weten echter niet welke stimulus aan welk oog werd aangeboden. De meest waarschijnlijke optie, zoals zo vaak, is dat beide extremen een beetje waar zijn, en dat binoculaire rivaliteit te wijten is aan een combinatie van competitie tussen monoculaire representaties en competitie tussen complexe patroon representaties.

 

Neurofysiologische studies suggereren inderdaad dat binoculaire rivaliteit een gevolg is van een samenspel van meerdere processen, wat vooral blijkt uit de betrokkenheid van vele hersengebieden, waaronder zowel monoculaire als binoculaire representaties. Er is heel wat werk verricht naar de neurofysiologie van binoculaire rivaliteit. De bekendste reeks studies werd uitgevoerd door Nikos Logothetis en David Leopold. Zij leerden rhesus-apen om aan te geven welke vorm (bv., vierkant, ster, …) ze zagen in een situatie waarin een andere vorm werd aangeboden aan elk oog. Terzelfdertijd registreerden ze de activiteit van hersencellen (neuronen) op verschillende plaatsen in de hersenschors.

In de primaire visuele hersenschors vonden ze dat deze activiteit niet echt meeging met de bewuste waarneming, terwijl zulk een relatie tussen waarneming en activiteit wel gevonden werd in ‘hogere’ hersengebieden die indirect verbonden zijn met de primaire visuele hersenschors. Dit wijst erop dat de bewuste waarneming geleidelijk opgebouwd wordt. Er zijn echter ook indicaties voor invloeden zijn in de andere richting, namelijk dat de ‘hogere’ hersengebieden signalen terugsturen naar de primaire visuele hersenschors over wat er bewust waargenomen wordt, en dat deze informatie interageert met de monoculaire (oog-specifieke) input die in de hersenschors binnenkomt (Tong et al., 2006). Er is dus een vrij complexe machinerie betrokken bij het tot stand brengen van de bewuste waarneming.

Kwantum-psychologie? 

Binoculaire rivaliteit is zulk een krachtige demonstratie van het onderscheid tussen visuele input en bewuste gewaarwordingen, dat de bevindingen ook buiten de waarnemingspsychologie en hersenwetenschappen implicaties hebben. Dit leidt tot interessante combinaties.

Een mooi voorbeeld is een artikel van enkele jaren geleden in het tijdschrift Nature. Hierin vertrekken Christof Koch en Klaus Hepp van een gedachte-experiment van de befaamde fysicus Schrödinger waarmee hij enkele basis-principes van de kwantum-mechanica illustreerde, zoals indeterminisme en super-positie. Dit experiment start met een gesloten doos met daarin de kwantum-superpositie van een dode en een levende kat. Beide bestaan tegelijk in het kwantum-systeem dat een ingebouwde onzekerheid heeft, tot een waarnemer in de doos kijkt en daarvan de inhoud meet – op dat ogenblik wordt het een deterministisch systeem waarin het lot van de kat exact bepaald is. Deze waarnemer zal dan ofwel de levende ofwel de dode kat waarnemen.

 

Maar stel nu dat de waarnemer maar met één oog in de doos kijkt, en met zijn andere oog naar iets anders, pakweg een gezicht op een computerscherm. Wat gebeurt er dan met het kwantum-systeem op een moment dat de waarnemer bewust is van het gezicht en niet van de kat? Als bewuste waarneming noodzakelijk is, dan blijft het lot van de kat indeterministisch. Maar als het voldoende is dat het licht (fotonen) van de kat het oog van de waarnemer bereiken en dus de receptoren in het oog activeren, dan is dat een voldoende voorwaarde om het lot van de kat deterministisch vast te pinnen.

Doet psychologie bij deze zijn intrede in de meest fundamentele fysische modellen? Fysici wezen gewaarschuwd: van zodra je een concept in je theorie binnenbrengt dat inherent subjectief is (subjectief = afhangend van de waarnemer), dan wordt je meteen in het zwarte gat van de mens-wetenschappen gezogen. En mens- en cultuurwetenschappers hebben geen Einstein nodig om te weten dat alles relatief is …

 

Wat verdere literatuur:

Tong, F., Meng, M. & Blake, R. (2006) Neural bases of binocular rivalry. Trends in Cognitive Sciences. 10, 502-511.  

Koch & Hepp, 2006, Nature, beschikbaar via volgende link: http://www.klab.caltech.edu/news/koch-hepp-06.pdf

 

Meer inforrmatie over Schrödinger’s kat: http://nl.wikipedia.org/wiki/Schrödingers_kat  

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

20. November 2009, 13:37

Ik heb een droom dat we ooit zoveel zullen weten van de menselijke biologie dat we in staat zullen zijn om alle dierproeven te bannen zonder de medische vooruitgang te hinderen; of, als een start, op zijn minst alle proeven op apen. Ik vrees echter dat deze droom even veel kans heeft om uit te komen als de droom dat we met zijn allen kunnen stoppen met belastingen te betalen zonder negatieve gevolgen voor onze sociale zekerheid. De kans is dus nul, en voor beide dromen geldt het adagio “no pain, no gain”. Iemand die één van deze dromen als realiteit voorstelt, is ofwel onwetend ofwel bewust misleidend. Nochtans hebben we zulke uitspraken deze week weerom in de media mogen horen voor het geval van dierproeven. Verklaringen of wetsvoorstellen in zulk een richting kunnen echter best met de nodige scepsis benaderd worden.

Alternatieven gezocht

Ik heb goede redenen om te dromen van een wereld zonder proeven op apen. Ooit heb ik deze proeven zelf uitgevoerd in het kader van een doctoraat te Leuven. Zwaar, vuil (zeker figuurlijk, maar vaak ook letterlijk), en bij wijlen frustrerend werk, lange dagen, en met als resultaat zeker minder publicaties dan ik had verkregen met één van de methodes die soms gesuggereerd worden als alternatief voor deze dierproeven. Maar daaronder wel publicaties die nog steeds als ijkpunt dienen in dit onderzoeksdomein – overigens ook en zelfs vooral voor latere studies die gebruik maken van mogelijk alternatieve methodes.

Ik was en ben dan ook overtuigd van de noodzaak van proeven op apen (in deze tekst refereer ik hiermee niet naar mensapen, maar naar soorten zoals de rhesusaap). Ironisch genoeg lopen er onder mijn leiding geen proeven meer op apen (het is meer dan 3 jaar geleden dat ik nog een aap van dichtbij heb gezien), en ben ik volop bezig met verscheidene methodes die door sommigen worden voorgesteld als alternatieven voor proeven op apen, waaronder hersenscans, simulatie-studies (in de literatuur vaak “computationele modellering” genoemd), en onderzoek op ‘lagere’ diersoorten zoals ratten. Ik heb dus alle redenen om het potentieel van deze andere technieken zo positief mogelijk voor te stellen. Meer nog, objectief gezien zou het voor mijn eigen onderzoeksfinanciering niet slecht zijn als alle apen-experimenten in België verboden zouden worden met als argumentatie dat de genoemde alternatieven het nieuwe manna uit de hemel zouden zijn – en ik natuurlijk de brenger van dat manna.

Als wetenschapper kan ik echter niet verzaken aan de waarheid. Deze waarheid gebiedt mij te zeggen dat er simpelweg geen alternatieven zijn voor de proeven uitgevoerd op apen in het domein van hersenwetenschappen (ik beperk me hier tot mijn specialisatie). Zeer basale functies die we met zekerheid gemeen hebben met vele zoogdieren kunnen en worden ook onderzocht in lagere diersoorten (met een nadruk op muizen en ratten), dus in dat geval zijn andere dieren een mogelijke uitweg. Maar voor onderzoek naar hogere cognitieve functies hebben we ook apen nodig.

Zijn hersenscans een alternatief?
Laat ik hier als illustratie nader ingaan op een vaak aangehaald alternatief, functionele hersenscans bij de mens, een niet-invasieve  techniek waarmee we de activiteit van hersengebieden meten in een bepaalde context (bv., het bekijken van foto’s van gezichten). Ik heb in mijn vorige blog-post al wat meer informatie gegeven over wat we met deze techniek wel en niet kunnen doen, en voor wat meer achtergrond kan de lezer daar terecht.

Waarom zijn deze hersenscans geen alternatief voor proeven op dieren? Wel, allereerst vindt bijna elke nieuwe revolutie in het domein van hersenscans zijn oorsprong binnen dier-onderzoek. Zonder voorgaand dier-onderzoek zouden we eenvoudigweg niet weten wat we aan het meten zijn met hersenscans, en zonder dier-onderzoek zal de vooruitgang in het veld van hersenscans ernstig vertragen. Een analogie maakt dit nog het duidelijkste: Hersenscans en dieronderzoek staan een beetje tot elkaar zoals de ogen en het hart in het lichaam. Het hart en de rest van het lichaam kunnen rustig verder als de ogen niet meer functioneren , maar als het hart stopt met slaan dan is het ook met de ogen gedaan. Zo ook kan dieronderzoek verder evolueren en kennis accumuleren zonder hersenscans, maar hangt vooruitgang binnen de wereld der hersenscans in grote mate af van dier-onderzoek. Mensen die anders beweren kennen hun geschiedenis niet.

Hersenscans hebben dierproeven nodig

De meeste functionele hersenscans zijn gebaseerd op de techniek van magnetic resonance imaging (MRI), en meten een signaal dat beïnvloed wordt door veranderingen in de zuurstofsamenstelling in het bloed als gevolg van neurale activiteit. Dit wordt in technische termen het Blood-Oxygenation-Level-Dependent- of BOLD-signaal genoemd. Het gebruik van dit signaal is gevalideerd en op punt gesteld op basis van studies die 20 jaar geleden gedaan werden bij ratten door Ogawa en collega’s. Onderzoekers hadden dit signaal ook meteen bij mensen kunnen meten zonder enige dierproeven, maar ze zouden niet geweten hebben wat ze aan het meten waren. Soms verwijst men naar allerhande simulatie-technieken om hierachter te komen, iets wat ik ook in mijn onderzoek gebruik, maar deze technieken laten ons enkel toe om bestaande kennis samen te brengen en van daaruit nieuwe hypotheses te genereren – niet om de juistheid van deze hypotheses te toetsen. Daar is dier-onderzoek voor nodig.

Na de introductie van het BOLD-signaal is het aantal studies dat hier gebruik van maakte exponentieel gestegen, maar het domein werd geplaagd door een gebrek aan kennis over de grondslag van dit BOLD-signaal. Hersencellen en circuits van met elkaar verbonden hersencellen zijn namelijk erg ingewikkeld en er spelen zich vele processen af, chemische processen (bijvoorbeeld, stoffen die worden doorgegeven van de éne cel naar de andere), zowel als een veelheid aan trage en snelle elektrische processen. Onderzoek op apen heeft een grote rol gespeeld bij de kennis die we momenteel hebben over de samenhang tussen deze processen en het BOLD-signaal zoals gemeten met hersenscans (zie bijvoorbeeld Logothetis et al., 2001). Zonder zulke kennis zouden we simpelweg niet weten wat we meten met hersenscans – en onze kennis is nog steeds onvoldoende. Verder onderzoek op apen en andere dieren is hiervoor noodzakelijk.

En wat met de state-of-the-art in hersenscans: Brain reading?

Het domein van hersenscans staat niet stil. In recente jaren werd er een nieuwe manier ontwikkeld om data van hersenscans te analyseren die in de media vaak “brain reading” genoemd wordt. De introductie van deze analyse-methode gebeurde in onderzoek op mensen (bv., Kamitani & Tong, 2005), maar om de meerwaarde van deze techniek te bewijzen werd er bewust voor geopteerd om te laten zien hoe deze analyse een resultaat kon opleveren dat tot dan toe enkel in onderzoek op apen kon verkregen worden. De apenproeven leverden dus het noodzakelijke ijkpunt bij de ontwikkeling van deze technieken.

Met brain reading zien we dan dat de geschiedenis zich herhaalt. Net als bij het BOLD-signaal is deze analyse-methode in vele studies toegepast, ook door mezelf, zonder echter goed te weten wat we aan het meten waren. Dit maakte de studies zeker niet nutteloos, maar het beperkte wel de conclusies die we uit de resultaten konden trekken. Pas recentelijk is men begonnen met dit probleem aan te kaarten (zie bv. Kriegeskorte et al., 2009; Op de Beeck, 2009), en bij het oplossen van dit vraagstuk zal onderzoek op apen of katten weeral een centrale plaats innemen.

Hierbij is het interessant om op te merken dat alle genoemde ontwikkelingen in de wondere wereld der hersenscans, BOLD-signaal, relatie tussen BOLD en hersenprocessen, en brain reading, eerst tot stand kwamen in fundamenteel onderzoek naar visuele waarneming. Dit is gerelateerd aan het feit dat de onderliggende hersenstructuren zich goed lenen voor systematisch onderzoek. Het is dan pas later dat het toepassingsdomein van deze technieken uitgebreid wordt, naar onder andere klinisch en pre-klinisch onderzoek. In het geval van brain reading gebeurt dat maar sinds erg kort. Dit is een uitstekende illustratie van het argument dat het onzinnig is om fundamenteel onderzoek te laten vallen ten voordele van meer toegepast klinisch onderzoek. Vooruitgang in klinische studies en toegepast onderzoek is in grote mate te danken aan fundamenteel onderzoek. Dit verklaart waarom wetenschappers met kennis van zaken zich kanten tegen de idee om andere ethische normen te hanteren voor fundamenteel en toegepast dier-onderzoek, zoals bijvoorbeeld het gebruik van apen te beperken tot onderzoek met directe klinische relevantie. Op het eerste zicht klinkt dit als een zeer redelijk standpunt, maar het houdt geen rekening met de wijze waarop wetenschappelijk onderzoek werkt (niet omdat wetenschappers dat zo willen, wel omdat het niet anders kan).

Laat ik tot slot even onderstrepen waarvoor hersenscans erg nuttig zijn. Ze laten ons toe om hypotheses te testen die vanuit dier-onderzoek komen, en zodoende tot op zekere hoogte te verifiëren dat bepaalde hersenprocessen gelijkaardig verlopen in de mens. Het belang hiervan valt zeker niet te onderschatten. Omgekeerd kunnen hersenscans ook nieuwe mechanismen blootleggen op systeem-niveau (welke gebieden doen wat), en kunnen de resultaten tot nieuwe hypotheses leiden. Met hersenscans kunnen we echter niet alles te weten komen over deze hersenprocessen, en apenproeven zijn onontbeerlijk om de overblijvende gaten in onze kennis op te vullen.

Ironisch gezien komen er meer van zulke prangende vragen naarmate er meer onderzoek met hersenscans gebeurt. Hetzelfde geldt overigens voor simulatie-studies. Des te meer onderzoek er gebeurt met alternatieve methodes, des te meer vragen er opduiken die we enkel kunnen beantwoorden met proeven op apen. Ook wetenschappers die intensief betrokken zijn bij deze dierproeven zouden het graag anders hebben, want de meesten hebben een band met hun proefdieren en een hart voor de natuur, en bovendien zijn dierproeven erg tijdrovend en ‘vuil’ werk in vergelijking met de alternatieve methodes. Dus niet alleen de dieren zelf, maar ook de wetenschappers zouden er baat bij hebben als we zonder deze dierproeven dezelfde kennis zouden kunnen verkrijgen. Spijtig genoeg is dat een utopie. Lezers die wel een alternatief denken te kennen, mogen het dus altijd laten weten.


Kamitani, Y., & Tong, F. (2005). Decoding the visual and subjective contents of the human brain. Nature Neuroscience, 8, 679-85.

Kriegeskorte, N., et al. (in press). How does an fMRI voxel sample the neuronal activity pattern: compact kernel or complex spatiotemporal filter? NeuroImage.

Logothetis, N.K., et al. (2001). Neurophysiological Investigation of the Basis of the fMRI signal. Nature, 412, 150-157.

Op de Beeck, H. P. (in press) Against hyperacuity in brain reading: Spatial smoothing does not hurt multivariate fMRI analyses?

Geschreven in Algemeen | 2 Reacties | Vaste link | Afdrukken

22. Juli 2009, 11:45

Wat denk je als je media-berichten leest met als titel: “Over 5 jaar scannen we het brein van elke sollicitant”, “neurowetenschappers kunnen gedachten identificeren”, “Hersenscan als leugendetector”? Vele mensen zullen meteen met een gezonde dosis scepsis reageren, maar in al deze gevallen was het persbericht en de bewering in de titel gebaseerd op de mening van geleerde mensen met op zijn minst een doctoraat of zelfs een hoogleraarschap onder de arm. Maar blijkbaar zijn er ook wetenschappers, al even geleerd, met een heel andere mening. De wetenschappelijke en populaire literatuur en online bronnen staan namelijk vol met allerlei kritieken op hersenscans, met een recente boom aan statements zoals onder de titel “Steekje los aan hersenonderzoek: Verband tussen scanresultaten en emoties vaak sterk overdreven.”

 

 

Het gaat hier duidelijk om een onderwerp dat veel belangstelling trekt. Sinds een vijftiental jaar komen er in de media regelmatig berichten over de resultaten van technieken die beeldjes en filmpjes laten zien van de hersenen in werking. We kunnen deze technieken samenvatten onder de noemer “functionele beeldvormingstechnieken”, waarbij het woord “functioneel” verwijst naar de fluctuaties in hersenactiviteit over de tijd heen. Vaak gebruikt men de eenvoudiger term ‘hersenscans’. Meestal gaat het hier over een techniek genaamd “functionele magnetische resonantie imaging” of fMRI. Het is niet zo verwonderlijk dat de resultaten van deze technieken ook doorsijpelen tot in de populair-wetenschappelijke of zelfs algemene media. Allereerst gebeurt er nu eenmaal een massa werk in dit domein. Bovendien zien de beeldjes er vaak zeer overtuigend uit. Tot slot behandelen de studies zeer interessante onderwerpen zoals het verband tussen hersen-activiteit en allerlei aspecten van ons innerlijke leven zoals emoties, geheugen, en sociale intelligentie. 

 

Spijtig genoeg geven deze media-berichten een nogal verwarrend verhaal. Soms spreekt men van revolutionaire ontdekkingen met verregaande gevolgen. In andere gevallen wordt het nut van deze hersenscans in twijfel wordt getrokken op een dusdanige manier dat het lijkt alsof de technieken en de bekomen resultaten geen enkele waarde hebben. Op zijn minst geeft dit alles een weinig positief beeld over dit onderzoeksdomein en wat het bijbrengt aan onze kennis en de maatschappij in zijn geheel: als zelfs experts zo sterk van mening verschillen over de waarde van hersenscan-onderzoek, heeft het dan nog wel zin dat hier tijd en geld in gepompt wordt?  

 

Een neurowetenschappelijke methode of pseudo-wetenschap? 

 

Laat me even een ogenblik stilstaan bij de meest gehoorde kritieken om deze vraag te beantwoorden. Een heel aantal kritische bemerkingen worden regelmatig geuit bij de technieken zelf. Een eerste bemerking, en mijn volgorde is nogal arbitrair, is dat de mooie kleurplaatjes die met hersenscans bekomen worden een hele reeks complexe bewerkingen en analyses verbergen die gebruikt werden om tot de mooie plaatjes te komen (zie bv. Shermer, 2008). Dit is waar, maar niet noodzakelijk een probleem. Alle moderne technieken zijn complex in die mate dat weinigen onder ons de volledige werking vatten. Dit geldt zelfs al voor de hardware en software van een alledaagse computer. Het belangrijkste punt is dat de experts in kwestie deze werking wél begrijpen en daar rekening mee houden. Het belang van deze expertise maakt natuurlijk dat er een gevaar is voor manipulatie en bedrog als die wetenschappers hun job niet fatsoenlijk doen, of voor foute en te verregaande conclusies door buitenstaanders die de mogelijks juiste beweringen van de wetenschappers horen of lezen.  

 

Net zo voor een tweede vaak gehoorde kritiek bij hersenscans, namelijk dat de meest sensationele berichten vaak gebaseerd zijn op de techniek van fMRI, en dat deze techniek geen hersen-activiteit meet, maar veranderingen in de bloedsomloop. We noemen dit toch hersenscans omdat er een verband is tussen allerlei aspecten van de bloedsomloop en hersen-activiteit, maar dit verband is niet perfect. De kritiek is terecht in die zin dat het niet altijd evident is om uit een verandering in bloedsomloop af te leiden wat er in detail gebeurt in termen van hersenactiviteit, maar onterecht in die zin dat het voor vele conclusies niet nodig is om alle kleine details te kennen. Als een fMRI-studie vindt dat het uitvoeren van een wel-gedefinieerd cognitief proces C samenhangt met signaal-veranderingen in één enkele hersen-regio H, en er is geen enkel ander proces dat H activeert, dan is dat sterke evidentie dat de hersenactiviteit in regio H iets te maken heeft met proces C. Hoe dat proces dan juist tot stand komt in regio H is dan weer een heel ander verhaal, en daar kan enkel een combinatie van technieken (vaak ook dieronderzoek) een antwoord op vinden. De ‘als’-en twee zinnen geleden kunnen samengevat worden als de vereisten waar het ideale experiment aan moet voldoen: wetenschappers moeten hun experiment zo in elkaar steken dat cognitieve processen goed gedefinieerd zijn en zuiver gemanipuleerd worden.   

 

De voorlopige conclusie lijkt te zijn dat er niets mis is met hersenscans als de betrokken wetenschappers hun werk doen: de experimenten goed opzetten en analyseren en voorzichtig interpreteren. Het dient gezegd dat dit niet altijd het geval is, en daar rijst nu meteen het probleem dat aanleiding geeft tot zowel de overdreven grootse conclusies als de meest afwijzende kritieken. Laat me eerst beginnen met de wetenschappelijke literatuur vooraleer over te gaan tot de meer populariserende pers. Ik ga niet ingaan op individuele studies, want in elk onderzoeksdomein zijn er wel uitschuivers, maar op twee algemene pijnpunten. In het kader van hersenscan-onderzoek zijn er momenteel verscheidene discussies lopende over de echtheid en betrouwbaarheid van gepubliceerde data (zie o.a. de referentie van Vul et al., 2009). De kern van het probleem is dat onderzoekers, het zijn ook maar mensen, hun data niet altijd op een volledig objectieve en onafhankelijke manier analyseren, maar meer op een ‘bevestigende’ manier. Een voorbeeld is het uitvoeren van een eerste analyse om een eerste indicatie te krijgen van welk deel in het brein een bepaald proces uitvoert, en dan in volgende analyses enkel naar dit deel van het brein te kijken en er geen rekening mee te houden dat er al een eerste selectie van de data gebeurd is. Dit probleem is zeker belangrijk, maar het dient opgemerkt te worden dat het probleem eigenlijk zelden zo frappant is als het in de kritiek gesteld wordt. De meeste hersenscan-studies in de wetenschappelijke literatuur houden wel rekening met de voorgaande stappen in de analyses, de vraag is eerder of dat in voldoende mate is. Het komt er eigenlijk op neer dat de discussie zich toespitst op de “punten na de komma” (bijvoorbeeld, is een correlatie 0.6 of 0.7 in grootte). Dit lijkt dus vooral een kwestie voor mierenneukers, wat wetenschappers behoren te zijn, eerder dan een kwestie waar buitenstaanders van wakker zouden moeten liggen.  

 

Het gevaar van omgekeerd redeneren 

 

Het tweede en veel belangrijker pijnpunt bij hersenscan-onderzoek is wat men vaak “reverse inference” noemt (Poldrack, 2006), een “omgekeerde redenering”. Een simpel voorbeeld legt dit beter uit dan een definitie. Stel, een dokter weet dat er een zeldzame vorm van hersenvliesontsteking bestaat die begint met verhoogde (maar niet uitzonderlijk hoge) koorts. Wil dat zeggen dat die dokter best elke patiënt met koorts meteen doorverwijst naar een spoedafdeling? Nee, natuurlijk niet, zullen jullie zeggen, want een mens kan koorts krijgen van vele vrij onschuldige ziektes die veel frekwenter voorkomen dan deze hersenvliesontsteking. Zeer juist, maar toch is het gedrag van die dokter net wat er in veel hersenscan-onderzoek gebeurt als er conclusies getrokken worden. In allerlei varianten.  

 

In een eerste variant is de reverse inference gecombineerd met een nogal zwak design zodat een experimentele manipulatie leidt tot mogelijke veranderingen in meerdere processen in het brein. In zulke gevallen lijkt het brein wel een “kerstboom” met verschillen in hersenactiviteit in vele gebieden aangegeven met een kleurschaal gaande van blauw (vermindering in hersenactiviteit) tot rood-geel (verhoging in hersenactiviteit), zoals in de figuur hieronder.  

 

  

 

 Die effecten worden dan ‘verklaard’ door terug te grijpen naar andere studies die ook een effect vonden in sommige van deze hersengebieden met een verwijzing naar de manipulaties die in die andere studies gebruikt werden. Bijvoorbeeld, studie X manipuleerde emoties gaande van blij tot kwaad en vindt activiteit in vier regio’s, onder andere regio H. Studie Y vond ook activiteit in regio H in een manipulatie van werkgeheugen. De activiteit in studie X wordt dan maar geïnterpreteerd in termen van werkgeheugen. In dit voorbeeld heeft de activiteit in regio H de rol van koorts (de observatie) en werkgeheugen de rol van hersenvliesontsteking (de achterliggende oorzaak). Deze conclusie is echter enkel gewettigd als enkel en alleen deze oorzaak tot de observatie kan leiden. En dat is nu net het probleem in hersenscan-onderzoek: hersengebieden zijn meestal betrokken bij meerdere mentale operaties, en het vinden van activiteit in een hersengebied zegt in zulke gevallen even weinig over de betrokken mentale processen als koorts ons zegt over ziekte. Reverse inference zou dus met zeer veel voorzichtigheid moeten gebruikt worden, maar dat gebeurt spijtig genoeg niet altijd. 

 

Een andere variant van reverse inference ligt aan de basis van de meest in het oog springende krantenkoppen in verband met hersenscans, en dat is de suggestie dat anderen met hersenscans dingen over ons innerlijk kunnen te weten komen die op geen andere manier ontdekt kunnen worden. Gegeven de prijs van hersenscans is dat de enige overtuigende reden om ze te gaan gebruiken als leugendetector of als complement bij job-selectie. In alle studies die als bewijs aangehaald worden wordt simpelweg aangetoond dat een relevante gedrags-index (bv., liegen versus niet-liegen; metingen die predictief zijn voor job-performantie; etc.) redelijk in verband staat met veranderingen in bepaalde hersendelen. Dus men doet een gedragsmanipulatie, en kijkt naar het effect in de hersenen, en daar is niets mis mee. In de krantenkoppen wordt echter het omgekeerde gesuggereerd, en dat is dat vanuit het effect in de hersenen zou kunnen afgeleid worden wat het gedrag is of het gedrag zal zijn, zelfs beter dan eender welke gedragsmaat. En dat is een gedachtesprong die wetenschappelijk helemaal niet te verantwoorden is.  

 

Recapitulerend naar de voorbeelden in de eerste paragraaf: hersenscans geven ons, wetenschappers, mogelijk een beeld van welke hersenprocessen en hersen-gebieden verantwoordelijk zijn voor job-succes, en dat is belangrijke kennis. Er is echter nog geen evidentie dat ze ons toelaten (of zullen toelaten) om dit job-succes beter te voorspellen dan een goede batterij van gedragstesten en interviews. Ook nog: hersenscans kunnen ons, wetenschappers, helpen een idee te krijgen van hoe gedachten tot stand komen in de hersenen, maar zijn eigenlijk bijzonder zwak om de exacte inhoud van onze gedachten te bepalen in vergelijking met een klassiek interview. En nog: hersenscans laten ons toe om te achterhalen welke hersengebieden betrokken zijn wanneer we liegen in specifieke door een wetenschapper gecreëerde situaties, maar er is geen evidentie dat ze in een rechtzaak enige meerwaarde hebben als leugen-detector bovenop een politie-ondervraging. En tot slot, teruggrijpend naar mijn ballonnetje over neuro-democratie: hersenscans kunnen ons mogelijk veel leren over de omgevingsfactoren en hersenprocessen die ons gedrag in het stemhokje bepalen, maar zijn niet geschikt als indicatie voor ons huidig of toekomstig stemgedrag. 

 

Hersenscans zijn een fantastische techniek als ze goed gebruikt worden, ze hebben in sterke mate bijgedragen tot onze huidige kennis van het menselijk brein en zullen dat blijven doen. Maar wetenschappers en journalisten moeten duidelijk enkele gevaarlijke valkuilen vermijden bij de communicatie van deze wetenschappelijke gegevens om een verkeerde interpretatie en mogelijk misbruik van deze onmisbare neurowetenschappelijke methode te vermijden. 

 

Poldrack, R. A. (2006). Can cognitive processes be inferred from neuroimaging data? Trends in Cognitive Sciences, 10, 59-63. 

Shermer, M. (2008). Vijf redenen om hersenscans met een sceptische blik te bekijken. Psyche & Brein, December-nummer, 91-95.

 

 

Vul, E., Harris, C., Winkelman, P., & Pashler, H. (2009). Puzzlingly high correlations in fMRI studies of emotion, personality, and social cognition. Perspectives on Psychological Science, 4, 274-290. Besproken in o.a. http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/41320020/ (“steekje los aan hersenonderzoek”). 

Geschreven in Algemeen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken

05. Juni 2009, 10:43

Een tijdje terug werd er door Amerikaanse onderzoekers met behulp van hersenscans ontdekt dat de hersenen van democraten en republikeinen anders in elkaar zitten. Zo reageren ze anders op het zien van de gezichten van vroegere Amerikaanse presidenten. Een recente studie in Current Biology suggereerde bovendien dat de hersenen al 8 seconden voor iemand een zogezegd uit vrije wil gemaakte beslissing neemt weten welke beslissing die persoon gaat maken.

Als hersenscans toch zulke informatie opleveren over onze voorkeuren, en zelfs vroeger dan we het zelf weten, waarom organiseren we dan eigenlijk nog verkiezingen, en laten we niet gewoon hersenscans beslissen over het resultaat? Uiteindelijk zijn verkiezingen een tweejaarlijkse bezigheid (in het beste geval), die enorm veel tijd en geld kost. En kopzorgen, want vele kiezers breken zich het hoofd over wie ze nu best zouden kiezen. Terwijl hun brein het blijkbaar toch al op voorhand weet.

Denk je dat dit een onzinnig voorstel is? Onderschat die hersenscans niet! Onlangs verkondigde hoogleraar Willem Verbeke (Erasmus Universiteit Rotterdam) in verscheidene Nederlandse en Belgische kranten dat hersenscans erg nuttig zouden zijn bij sollicitaties. Enkele citaten: “We gaan naar een maatschappij waar de werkgevers tussen nu
en vijf jaar hun werknemers zullen scannen, vooral dan bij de rekrutering. Want hersenen zijn niet zomaar te herprogrammeren”. Of nog: “Wij geloven er heilig in dat mensen die voor een hoge functie in aanmerking komen, eerst op mogelijk psychopathisch gedrag getest moeten worden. Dat kan op basis van de door ons ontwikkelde fMRItechnieken”.

En een groot geluk voor de geïnteresseerden: professor Verbeke is alvast betrokken bij een bedrijf dat zulke scans aanbiedt voor de zachte prijs van 5,000 euro per scan. Volgens Verbeke zeker de moeite waard, want hersenscans verstrekken in de desbetreffende materie erg nuttige informatie die veel verder gaat dan wat je kunt besluiten uit de klassieke job-interviews en –testen. Met hersenscans kun je bijvoorbeeld op voorhand weten of een potentiële werknemer ooit tot fraude in staat is, veel meer dan je ooit kunt afleiden uit de toch al intensieve testen die door vele recruteringsbureaus georganiseerd worden. Dus: hersenscans zijn volgens deze informatie betrouwbaarder dan gedragstests (en dat is uiteindelijk wat een verkiezing is), laten toe om politieke voorkeur te achterhalen, en zelfs om te voorspellen welke beslissingen iemand gaat nemen (zie eerste paragraaf).

Op basis van deze berichten in de media stel ik dan ook het volgende voor om verkiezingen te vervangen. Allereerst moeten alle politici een hersenscan ondergaan, en op basis daarvan gaan we diegenen overhouden die mogelijk geschikt zijn voor de job. Hopelijk blijven er genoeg over. Daarnaast gaan we alle mensen scannen op een bepaald punt in hun leven, pakweg op hun 18 jaar. In de scans gaan we na hoe de mensen zich positioneren in het politieke landschap (Gedaan met de stemtesten in allerlei media), en hun reactie op verscheidene onderwerpen in de media en de politiek. Hiermee kunnen we dan hun politieke voorkeur bepalen op het moment van de scan, evenals voorspellen hoe dit gaat evolueren naargelang de partijprogramma’s veranderen.


Eén scan in plaats van om de twee jaar dat ouderwetse rode potlood?

Als we met hersenscans kunnen voorspellen hoe mensen zich in hun beroepsloopbaan gaan gedragen, dan is een éénmalige scan per persoon wel voldoende. Ik heb het eens uitgerekend. Als we de aankoop en werkingskosten van scanners en personeel in rekening brengen, schat ik dat we met het geld uitgegeven aan de organisatie- en propaganda-kost voor 20 jaar verkiezingen iedereen onder de scanner kunnen leggen. Dus: weg met democratie op basis van verkiezingen, en op naar de neuro-democratie!

Al wie toch wel vragen heeft bij dit op sensationele media-berichten gebaseerde voorstel, verwijs ik graag naar mijn volgende post over de beperkingen van hersenscans. :)


Referenties:

Haynes, J.D. et al. (2007). Reading hidden intentions in the human brain. Current Biology, 17, 323-328.

Kaplan, J.T. et al. (2006). Us versus them: Political attitudes and party affiliation influence neural response to faces of presidential candidates. Neuropsychologia, 45, 55-64. (+ “This is your brain on politics” in New Yor Times, 2007; see http://repository.upenn.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1031&context=neuroethics_pubs)

Geschreven in Algemeen | 5 Reacties | Vaste link | Afdrukken

09. Februari 2009, 21:12

Les I over het brein: Vertrouw het nooit (zie ook Het Magische Brein). En dat geldt zeker als het over getalletjes en statistiek gaat. In de laatste week van januari kwam minister Bert Anciaux in nauwe schoentjes omdat hij het drama in de kribbe Fabeltjesland in Dendermonde vergeleek met het recente drama in Gaza. Maar de reactie op deze drama’s bij betrokkenen en buitenstaanders illustreert wel in beide gevallen een universele eigenschap van ons brein: het is verschrikkelijk slecht in kansberekening. Deze eigenschap uit zich in vele gedragingen en gevoelens, waaronder het zo beruchte (on)veiligheidsgevoel.  

HET VERKEERD AFWEGEN VAN RISICO’S 

Neem nu het drama in Dendermonde. Naast sterke gevoelens van afgrijzen en medeleven, zal een veel voorkomende reactie bij niet-rechtstreeks betrokken ouders met kinderen in andere kribbes er toch wel één van bezorgdheid geweest zijn. De maandagochtend na het drama zullen velen een keer geslikt hebben bij het afzetten van hun eigen kinderen. Bij meer rechtstreeks betrokkenen was de reactie nog veel extremer. De media berichtten bijvoorbeeld over een vrouw uit Dendermonde die vlak na de gebeurtenissen aangaf dat ze voor het drama nog aan het twijfelen geweest was of ze haar baby in een kribbe zou inschrijven of niet. Dit drama deed de weegschaal voor haar volledig overhellen naar het alternatief: werk opgeven en zelf voor het kind zorgen.  

Zeer begrijpelijke reacties, maar niet erg rationeel. Want diezelfde ouders hebben zonder zich zorgen te maken op diezelfde maandagochtend een hele weg afgelegd om aan de kribbe te geraken, met auto, fiets, of te voet. De kans om in een verkeersongeval betrokken te geraken met mogelijk dodelijke afloop is in België echter veel groter dan dat iemand met kwade bedoelingen een kribbe binnendringt. Als we er goed over nadenken weten we dat ook. Maar blijkbaar doet ons brein aan een soort van automatische kansberekening waarbij zeer opvallende gebeurtenissen een irrationeel grote kans toebedicht krijgen. Dit is een welgekend fenomeen in de psychologie. Een standaard-voorbeeld is het feit dat vele mensen de risico’s van vliegreizen overschatten relatief ten op zichte van de risico’s van de auto als vervoermiddel. Ook hier heeft dit in grote mate te maken met de hoge zichtbaarheid en impact (o.a. in termen van aantal slachtoffers) van een vliegtuigongeluk, evenals de onvoorspelbaarheid ervan. Voor gerelateerde voorbeelden, zie hier en hier.  

SUBJECTIEVE VERSUS REËLE RISICO’S 

Ook bij de recente gebeurtenissen in Gaza speelt deze vervormde kansberekening een rol. Bij discussies over de verantwoording van de inval van Israël speelt er duidelijk een andere kansbereking mee voor Israëli’s dan voor mensen van onrechtstreeks betrokken landen (waaronder België, laat ik dit hier voor het gemak ‘buitenstaanders’ noemen). Buitenstaanders lijken (in hun ogen) in staat tot een objectieve kansberekening: de raketten van Hamas waren haast lachwekkend inefficiënt in termen van het aantal fysieke slachtoffers, en dat staat in schril contrast tot het aantal doden en gewonden dat de Israëlische inval veroorzaakte. Waarom blijven Israëli’s die raketten dan gebruiken als verantwoording voor de inval? Maar: de raketten waren dan misschien fysisch inefficiënt, ze hadden wel een zeer groot psychologisch effect. Deels omdat de raketten erg onvoorspelbaar waren in waar ze terechtkwamen, al even onvoorspelbaar als het drama in Dendermonde. Deels ook omdat vele mensen de raketten konden horen, ook al maakten ze geen fysische slachtoffers. Vandaar dat een meerderheid van Israeli’s vond dat hun regering tot actie moest overgaan. 

Samengevat, in elk drama dat zich voordoet kunnen we de vervormde kansberekening van ons brein terugvinden, in zowel de oorzaken als de perceptie achteraf. Vanwaar komt nu die vervormde kansberekening? Een invloedrijk voorstel kwam in de jaren (19)70 van de psychologen Tversky en Kahneman. Als mensen werken met kansen, dan houden ze zich niet bezig met numeriek correcte berekeningen. Ze baseren zich eerder op snelle en hoogstens min-of-meer juiste schattingen. Deze schattingen worden bekomen door het volgen van heuristieken, zoals bv. “reizen met het vliegtuig moet wel veel risico’s inhouden, want toen en toen en toen gebeurde er een ongeval waarbij vele mensen omkwamen”. Het volgen van zulke heuristieken heeft als grote voordeel dat ze een veel snellere actie toelaten dan meer correcte berekeningen. Dit is dan ook een door de evolutie beproefde werkwijze.  

OORDEEL NIET TE SNEL 

Deze kansberekeningen zijn maar één voorbeeld van hoe ons brein de waarheid geweld aandoet, en er zijn andere vervormingen die even belangrijk zijn voor het begrijpen van onze reactie op negatieve en positieve gebeurtenissen. Zeer relevant is de actor-observeerder ‘bias’ (zie hier). We hebben de neiging om de invloed van omgevingsfactoren hoger in te schatten ter verklaring voor ons eigen gedrag dan ter verklaring van het gedrag van anderen. Dit geldt vooral voor gedragingen met een negatieve connotatie, want er is ook zoiets als een “self-serving” bias. Als we zelf een positieve gedrag stellen, dan gaan we de oorzaak van dit gedrag wel bij onszelf leggen (onze “goede inborst”), maar als we een negatief gedrag stellen dan zoeken we de oorzaak van dit gedrag buiten onszelf. Dus: als ik iemand help is dat omdat ik zo een goed mens ben, als ik iemand pijn doe dan kon ik er echt niets aan doen en dan was het de schuld van de omstandigheden (de self-serving bias). Als iemand anders een medemens pijn doet, ja, dan lijken diezelfde omstandigheden helemaal niet zo dwingend (de actor-observeerder bias). De evolutionaire, adaptatieve waarde van zulk een bias lijkt op één punt alvast overduidelijk: Het is goed voor onze eigenwaarde.  

Om terug te gaan naar de voorbeelden die ik in het begin aanhaalde, is het belangrijk om mee te geven dat het “ik” bij zulk een bias vaak gegeneraliseerd naar een “wij”, zijnde mensen waarmee we ons gemakkelijker identificeren. Een voorbeeld van de actor-observeerder bias in de wij-vorm is bijvoorbeeld dat de inval van Gaza gezien wordt als onvermijdelijk gegeven de omstandigheden door veel mensen met nauwe banden met Israël, maar als een niet-gepaste reactie door vele anderen. Een ander voorbeeld van deze fenomenen in de wij-vorm is dat mensen die vanuit hun beroep geschoold zijn in het zich inleven in de geest van een psychotisch persoon veel beter in staat zijn om de optie “ontoerekeningsvatbaar” (ook hier: oorzaak ligt buiten de persoon zelf) als een valabele optie te beschouwen voor een moordernaar dan andere mensen. Anderen hebben vanuit de actor-observeerder bias de neiging om de schuld bij de dader zelf te leggen, niet bij een oorzaak buiten de dader. 

De hier gegeven illustraties zijn natuurlijk anekdotisch van aard, maar er is heel wat wetenschappelijke evidentie dat alle mensen onderhevig zijn aan deze vervormingen in ons brein, en tot op zekere hoogte zijn ze onvermijdelijk. Eens dat we weet hebben van deze vervormingen, kunnen we ze moeilijk naast ons neerleggen en doen of ze niet bestaan. Kennis van deze vervormingen moet ons misschien wel wat voorzichtiger maken bij het oordelen over medemensen in onze eigen maatschappij en in andere culturen. Of zoals Tolstoy (1828-1910) al aanraadde: “Wees scherp in uw blik, maar zacht in uw oordeel.”

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken