Onderzoekers hebben een mechanisme in ons brein ontdekt dat we gebruiken voor het uitvoeren van taken in ruil voor een beloning. Mogelijk raakt dit mechanisme verstoord wanneer die beloning te hoog is.
Vooruitzicht hebben op een beloning motiveert mensen meestal om een betere prestatie te leveren. Maar te grote beloning kan een averechts effect hebbe, zoals bijvoorbeeld gebeurt bij het missen van een penalty. Onderzoekers hebben nu een mogelijk hersenmechanisme dat verklaart waarom we bezwijken onder de hoge druk van een grote beloning.
Motorische schors
In 2021 lieten biomedisch ingenieur Adam Smoulder van de Carnegie Mellon-universiteit in de Verenigde Staten en zijn collega’s zien dat ook niet-menselijke primaten falen op het moment dat de druk heel hoog is. De onderzoekers trainden drie resusaapjes om een moeilijke taak uit te voeren in ruil voor een beloning: suikerwater. Wanneer de beloning het grootst was, presteerden de apen het slechtst.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Om beter te begrijpen waarom dit zo werkt, trainden dezelfde onderzoekers een nieuwe set apen. Deze keer moesten de apen een klein bewegend doelwit grijpen, waarvoor ze heel snel en precies moesten bewegen. Ook deze apen kregen hiervoor als beloning verschillende hoeveelheden suikerwater. De onderzoekers gebruikten micro-electroden om de activiteit van de neuronen in de motorische schors van de apen te volgen. De motorische schors is de regio van het brein verantwoordelijk voor het plannen en uitvoeren van bewegingen.
Handtekening
Het onderzoeksteam kwam erachter dat individuele cellen in deze regio gevoelig zijn voor de grootte van de verwachte beloning. Op die verwachting pasten de cellen hun reactie aan. De activiteit van de cellen steeg bij hoge verwachtingen, en daalde weer wanneer de verwachte beloning kleiner was.
Toen de onderzoekers de samenhang tussen de activiteit van de cellen in de motorische schors onderzochten, vonden ze een soort neurale ‘handtekening’ voor geplande bewegingen. Elke grijpbeweging was gekoppeld aan een kenmerkend patroon van neurale activiteit dat overeenkwam met het plannen van de uitvoering van de grijpbeweging.
Maar wanneer de apen verwachtten de jackpot te winnen, kromp het verschil tussen de neurale bewegingshandtekeningen drastisch. De informatie voor het plannen van de beweging, die eerst versleuteld had gelegen in de cellen, was nu bijna verdwenen, en de handtekeningen voor de verschillende bewegingen waren nu veel moeilijker van elkaar te onderscheiden.
Dit wekt de suggestie op dat informatie over beloningen invloed heeft op de vorming van bewegingssignalen in de motorische schors, volgens de onderzoekers.
Stoorzender
Een beloning verwachten lijkt dus een boost te geven aan onze motorische planning. Zo voeren we de best mogelijke beweging uit om de prijs binnen te slepen. Maar als de verwachtingen te hooggespannen zijn, verstoort dat het proces, waardoor het moeilijker is om de beste motorische handeling uit te kiezen. Hierdoor wordt de beweging niet goed voorbereid of is de uitvoering van de geplande beweging niet optimaal.
Waarom dat gebeurt, weten de onderzoekers niet. ‘We zouden er graag achter komen of het ligt aan het dopaminesysteem (dopamine is een neurotransmitter die te maken heeft met beloningen en motivatie, red.) dat in de war raakt en daardoor de motorische schors hindert op een cruciaal moment’, zegt neurowetenschapper Aaron Batista van de Universiteit van Pittsburgh in de VS, een van de auteurs van het onderzoek.
De onderzoekers verwachten dat een gelijksoortig neurologisch mechanisme bestaat in het brein van mensen. ‘Apen bezwijken onder druk op dezelfde manier als mensen, en de hersenschors van apen en mensen is vergelijkbaar’, zegt Batista.
Met meer onderzoek kunnen we in de toekomst misschien mensen waarschuwen voor onderpresteren door te hoog opgelopen spanning, zegt hij. Batista: ‘Het is verleidelijk om erover na te denken dat we in de toekomst in iemands brein kunnen zien dat zij op het punt staat om te bezwijken onder de druk. Dan kunnen we mensen waarschuwen.’
