Onderzoek naar hersenen van apen legt mechanismen menselijk brein bloot

Bewust leren kent iedereen: leren autorijden, de tafel van acht van buiten leren of jezelf specialiseren in het herkennen van wijnen. Maar onbewust leren? Dat lijkt een brug te ver. Niet voor Wim Vanduffel en consorten. Vanduffel is neurofysioloog bij het Leuven Brain Institute, een onderdeel van de Groep Biomedische Wetenschappen.

Al sinds de tijd van Freud vraagt men zich af hoe onbewuste prikkels invloed op ons kunnen hebben. Samen met Harvard en Massachusetts General Hospital heeft Vanduffel voor het eerst wetenschappelijk aangetoond hoe dit werkt. Ze onderzochten in Leuven via testen op makaken hoe primaten dingen kunnen leren waarvan zij niet bewust zijn.

Uit hun onderzoek blijkt dat ons beloningssysteem een belangrijke rol speelt bij het leren en het beter worden in verschillende taken. Dit beloningssysteem voor het leren van nieuwe taken heeft waarschijnlijk evolutionair voordeel opgeleverd.

Voordelen

De mens wordt wel eens een hypersociale aap genoemd. Het herkennen van gezichten en lichamen is voor ons van levensbelang. 'Wij lezen allerlei informatie af over de gemoedstoestand, het geslacht en de leeftijd van iemand aan hun gezicht', legt Vanduffel uit.

Als wij deze informatie juist verwerken voelen we ons goed; er komt dopamine vrij in onze hersenen. Dopamine, het gelukshormoon, blijkt dus een grote rol te spelen in hoe wij leren, maar heeft ook invloed op ons motorisch functioneren.

Onderzoeksopzet

Hoe hebben Vanduffel en co. weten te bewijzen dat dopamine een rol speelt in het verwerken van onbewuste prikkels? Door elektroden rechtstreeks aan te sluiten op de dopaminefabriek in de hersenen van makaken, en hen vervolgens onbewuste prikkels voor te leggen in de vorm van gezichten en lichamen.

In een later stadium wordt gekeken of het stimuleren van de dopaminefabriek heeft bijgedragen aan de perceptie van de prikkels. 'Het gebruik van elektroden is nodig omdat beloningen op een andere manier de aandacht kan trekken', verantwoordt Vanduffel. Door rechtstreeks de dopaminerge neuronen te stimuleren is de aap zich niet bewust van het krijgen van een beloning. Dit om de beloningsgerelateerde effecten van de aandachtseffecten te isoleren.

Links: de meest heldere afbeelding die de makaken moesten identificeren, midden: het meest wazige stadium van de afbeelding, rechts: de achtergrond waartegen de afbeeldingen getoond worden.

Om zeker te zijn dat de lichamen en gezichten niet bewust waargenomen worden, moesten de apen moeilijke taken uitvoeren en zijn de afbeeldingen erg wazig. Na verloop van tijd werden de makaken steeds beter in het herkennen van de prikkels. Zo goed zelfs dat voor het ongetrainde oog de lichamen en gezichten niet herkenbaar zijn. De getrainde makaken konden echter details van de gezichten en lichamen waarnemen en memoriseren. Zoals bijvoorbeeld welke kant de gezichten opkeken.

Natuurlijk is een makaak nog geen mens, maar neurologisch zijn de verschillen klein genoeg om de uitslagen te transponeren naar de meest gesofisticeerde aap tot nu toe: homo sapiens.

Valorisatie

Het gaat hier om een nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek, ofwel fundamenteel onderzoek. Het is niet de bedoeling om een of ander extern doel te bereiken, maar puur erachter te komen hoe onbewust leren werkt. Toch is het onderzoek niet onverdienstelijk voor toekomstige toepassingen.

Vanduffel zegt dat 'het namelijk zo is dat disfunctioneren van het dopaminesysteem onder andere kan leiden tot Parkinson, depressie of verslaving'. Hoe beter wij begrijpen welke rol dopamine speelt in onze hersenen hoe beter er gezocht kan worden naar oplossingen voor deze hersenaandoeningen'.

Het stimuleren van onze dopaminefabriek kan er in de toekomst wellicht toe bijdragen om mensen sneller te laten herstellen bij spraakverlies door een hersenbloeding, of motorische behendigheid sneller te laten herstellen na een ongeval.