Hoe werken onze hersenen? – Deel 2

Hoe uniek zijn menselijke hersenen?
Waarin verschillen mensen van chimpansees, het soort waarmee we het nauwste verwant zijn? Mensen hebben het vermogen om te plannen, en naar een doel toe te werken, ons aanpassend gedurende de reis ernaartoe. Chimpansees lijken zich meer bezig te houden met basale activiteiten zoals eten, seksen en bescherming zoeken tegen gevaar. Is dat het verschil, ons vermogen om hogere doelen na te streven?

Onze frontale kwab stelt ons in staat een hoger doel voor ogen te houden, terwijl we in het hier en nu leven. Uit onderzoek blijkt echter dat chimpansees dit vermogen ook hebben. Zij blijken in staat een figuurtje in een computerspel uit een doolhof te leiden, waarvoor ze de uitgang voortdurend in het oog moeten houden. De slimste apen lukt dit vrijwel moeiteloos, ook bij doolhoven die ze nooit eerder hebben gezien, en ze nemen zelden een verkeerde afslag. Vooruit plannen is dus niet uniek voor de menselijke soort. Wat wel?

Is het wellicht taal dat menselijke hersenen onderscheid? Daarmee zijn we immers in staat geweest complexe beschavingen op te bouwen, doordat we snel de kennis van de duizenden generaties voor ons kunnen doorgeven aan onze kinderen. Maar nee, de hersenen van chimpansees zijn weliswaar kleiner dan die van mensen, ze functioneren bijna hetzelfde. En apen blijken verdomd goed in staat taal te begrijpen, zelfs wanneer die complex en verwarrend is. Zo begrijpen ze dat een hot dog niet noodzakelijk heet hoeft te zijn, en dat er geen hond aan te pas komt.

Om te begrijpen waarin de hersenen verschillen moeten we teruggaan naar onze voorouders: de Neanderthalers. Zij maakten prachtige instrumenten, maar waren daarin lange tijd verdomd fantasieloos. Voor honderden duizenden jaren maakte zij steeds dezelfde stenen voorwerpen. Opeens is er iets veranderd en vond er een explosie plaats van creativiteit en innovatief vermogen. Mensen gingen materialen combineren en er ontstond een stroomversnelling van vernieuwing die tot de dag van vandaag voortduurt. Wat er precies in het brein is veranderd zullen we nooit exact weten, maar hiermee is de moderne denkende mens ontstaan.

Ontwikkeling van het brein
Hoe ontwikkelt het moderne brein zich? Wanneer men de hersenactiviteit van een baby meet terwijl gezichten worden getoond, is er een verschil in hersenactiviteit wanneer een gezicht omgekeerd wordt getoond. De vaardigheid om gezichten te herkennen is getraind door oefening. Bij iedere ervaring – hoe klein ook – maken hersencellen verbinding met elkaar. Door herhaaldelijke ervaringen worden bepaalde verbindingen sterker, net zoals dat ze zwakker worden wanneer ze niet getraind worden. Door op die manier te functioneren, is het brein flexibel en dynamisch.

Van een groot deel van onze hersenontwikkeling zijn we ons er niet van bewust, maar van sommige delen wel. Dat worden herinneringen. Voor de meeste mensen geldt dat hun eerste herinnering tussen de leeftijd twee en vier heeft plaatsgevonden. Maar we hebben ook veel herinneringen opgeslagen in de gigantische archiefkast die het brein is, waar we niet meer de sleutel van hebben. Herhaling traint het brein en vormt dus voor een belangrijk deel onze persoonlijkheid.

Het geheugen is opgebouwd uit verschillende delen. Met het semantische geheugen onthouden we feiten, zoals het verschil tussen een bloem en een boom, en een hond en een kat. Dit deel stelt ons in staat de wereld om ons heen te begrijpen. Het is als een gigantische databank die voortdurend wordt aangevuld en aangepast wanneer we nieuwe kennis en ervaringen opdoen.

Bij semantische dementie raakt iemand geleidelijk het vermogen kwijt onderscheid te maken tussen dingen. Dit ontstaat door celsterfte in een bepaald gebied, dat precies het omgekeerde proces in werking stelt als bij de hersenontwikkeling van een kind, waarbij het netwerk van neuronverbindingen wordt opgebouwd. De problemen bij semantische dementie zijn heel specifiek. Een patiënt kan zich bijvoorbeeld bepaalde gebeurtenissen nog prima herinneren, of de regels van favoriete spelletjes. Maar in het herkennen van dieren op plaatjes, is het kennisniveau vergelijkbaar met dat van een kind. De kennis is simpelweg afgebouwd.

Hoe ontstaat bewustzijn in de hersenen?
Het ultieme mysterie van het brein is bewustzijn. Een innerlijke wereld met het besef dat jij jij bent. Niet iets waar de meeste mensen veel over nadenken, maar desalniettemin een wonderlijk fenomeen. Hoe komt dit bewustzijn tot stand? De mening van de meeste neurowetenschappers is dat het bijzondere gevoel van bewustzijn ontstaat uit gewone hersenactiviteit. Het voelt misschien niet zo, maar veranderingen in de patronen van zenuwcellen die in het brein actief zijn, zijn de basis van alles wat we ervaren, redeneren zij. Maar dit is pure filosofie en geen wetenschappelijke theorie.

Vanuit de hersenonderzoekers gedacht moet bewustzijn dus ergens ontstaan in de maalstroom van elektrische activiteit in het brein. Maar hoe verklaren we dan welke van de vele netwerken van cellen boven de drukte uitgehoord worden? Welke eigenschap of welk proces in het brein zorgt voor bewustzijn? Een sterke prikkel kan zorgen voor een golf van hersenactiviteit die de rest tijdelijk overheerst. Anesthesie onderdrukken elektrische signalen tussen hersencellen, dat voorkomt dat de golven zich verder uitbreiden, waardoor een patiënt het bewustzijn verliest. Hallucinerende drugs, zoal Ketamine, creëren tijdelijk nieuwe netwerken tussen cellen die normaal niet actief zijn. Je hebt alleen geen drugs nodig om je hersenactiviteit te manipuleren. Door je op een andere plek te wanen en je voor te bereiden op een pijnlijke stimulus, kun je voorkomen dat je pijn voelt als je bijvoorbeeld een injectie krijgt toegediend. Je voorstellingsvermogen creëert dan een golf die sterker is dan de golf die door de pijnprikkel gecreëerd wordt.

En hoe zit het met het onbewuste? Het is aannemelijk dat al onze acties onbewust beginnen, en dat je je vervolgens bewust wordt van het resultaat. Er is een vertraging van ongeveer een halve seconde voor je iets merkt. We leven dus een halve seconde in het verleden, logisch gezien het grote aantal cellen dat moet samenwerken voor een bewuste ervaring. Een bekende filosofisch wetenschappelijke vraag is daarom of vrije wil wel bestaat. Bij het meten van hersenactiviteit van iemand die een bewuste beslissing neemt voor een actie, is al een opbouwende hersenactiviteit zichtbaar op de scan. De beslissingen die we dagelijks nemen die aanvoelen als bewuste keuzes zijn eigenlijk het resultaat van onbewuste processen in de hersenen, stelt de neurowetenschap.

Hoe ver neurowetenschappen ook zullen komen de komende eeuw, het zal nooit ondermijnen hoe het voelt om een uniek en individueel mens te zijn.

Zie ook:
Hoe werken onze hersenen? – Deel 1