Individuele hersencellen die reageren als je een foto ziet van bijvoorbeeld animatiefiguur Shrek, reageren ook als je enkel zijn naam hoort. Nieuw onderzoek laat zien dat deze Shrek-cel zelfs reageert op het persoonlijke voornaamwoord ‘hij’, als dat naar Shrek verwijst.
We beginnen met een testje. Lees de volgende zinnen: ‘Donald Trump en Kamala Harris lopen een bar binnen. Zij gaat zitten aan een tafel.’ Naar wie verwijst het persoonlijke voornaamwoord ‘zij’?
Waarschijnlijk wist je onmiddellijk dat met ‘zij’ Kamala Harris bedoeld wordt. Misschien zag je haar zelfs in gedachten voor je, zittend aan een tafel. Hoe kan het dat je brein vrijwel meteen weet over wie het gaat, terwijl het woord ‘zij’ in andere zinnen helemaal niet naar Kamala Harris verwijst?
‘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 dit te begrijpen heeft een internationale groep hersenonderzoekers, waaronder wetenschappers van het Nederlands Herseninstituut, hersenactiviteit gemeten tijdens het lezen van dit soort zinnen. Hun resultaten verschenen in het wetenschappelijk vakblad Science.
Persoonlijk voornaamwoord
De onderzoekers keken naar cellen in de hippocampus. Dat is het gebied dat zich bezighoudt met leren en geheugen. ‘We weten dat daar zogeheten conceptcellen in liggen, die heel specifieke concepten representeren’, zegt hersenonderzoeker Doris Dijksterhuis, die tijdens dit onderzoek werkte bij het Nederlands Herseninstituut.
Een voorbeeld van een conceptcel is de zogeheten Jennifer-Aniston-cel. Die cel wordt actief als je een foto van Jennifer Aniston ziet of als je haar naam ergens hoort of leest (dit werkt overigens alleen als je bekend bent met Jennifer Aniston). De cel reageerde het sterkst op dat ene concept: Jennifer Aniston.
‘Wij vroegen ons af op zo’n cel ook zou reageren op het persoonlijke voornaamwoord ‘zij’, als ‘zij’ naar Jennifer Aniston verwijst’, zegt Dijksterhuis.
Epilepsiepatiënten
De onderzoekers moesten de activiteit van individuele hersencellen in de hippocampus meten terwijl proefpersonen zinnen met persoonlijke voornaamwoorden lazen. Dat kan alleen met elektrodes die diep in het brein geplaatst zijn. Dat is een erg invasieve ingreep voor een kort neurologisch testje.
Daarom keken de onderzoekers naar epilepsiepatiënten, die als onderdeel van een behandeling toch al elektroden in hun brein geïmplanteerd kregen. ‘Deze patiënten brengen een of twee weken door in het ziekenhuis met die elektroden in hun brein’, zegt Dijksterhuis. ‘Dat gaf ons de unieke mogelijkheid om met hen samen te werken. Wij zijn altijd erg dankbaar dat deze patiënten met ons mee willen werken tijdens hun periode in het ziekenhuis.’
Shrek-cel
‘In ons onderzoek zochten we bij proefpersonen naar conceptcellen, bijvoorbeeld voor de animatiefiguur Shrek, door ze heel veel foto’s van onder meer Shrek te laten zien’, zegt Dijksterhuis. ‘Als wij die Shrek-cel gevonden hadden, keken we naar de activiteit van die cel tijdens het lezen van zinnen met twee verschillende namen en een persoonlijk voornaamwoord erin.’
Die zinnen waren bijvoorbeeld: ‘Shrek en Kamala Harris lopen een bar binnen. Hij gaat zitten.’ en ‘Donald Trump en Kamala Harris lopen een bar binnen. Hij gaat zitten.’ Vervolgens keken de onderzoekers of en wanneer de Shrek-cel op het woordje ‘hij’ reageerde.
‘We zagen dat de Shrek-cel, zoals verwacht, alleen reageert op ‘hij’ als dat woordje naar Shrek verwijst, en niet als het naar Donald Trump verwijst’, zegt Dijksterhuis.
De proefpersonen kregen ook ambigue zinnen te zien, zoals ‘Donald Trump en Shrek lopen een bar binnen. Hij gaat zitten.’ De onderzoekers vroegen achteraf aan de proefpersonen wie ze voor zich zagen bij degene die ging zitten.
‘In dat geval zagen we dat wanneer ze Shrek kozen, de activiteit als reactie op de naam ‘Shrek’ sterker was dan wanneer ze Donald Trump kozen’, zegt Dijksterhuis. ‘De hersenmetingen konden ons dus iets vertellen over de keuze van de proefpersoon.’
Geheugen
‘Met dit onderzoek bevestigen we dat conceptcellen informatie representeren op een heel abstracte manier. Ze reageren niet alleen op directe referenties naar een concept, zoals een foto of naam, maar ze reageren ook op woorden die normaal ambigu zijn en alleen in een bepaalde zin een concept representeren, bijvoorbeeld hoe ‘hij’ soms naar ‘Shrek’ verwijst’, vat Dijksterhuis samen.
‘Abstracte informatie is een belangrijk onderdeel van het menselijk geheugen. Het helpt ons informatie te generaliseren en maakt ons dagelijks leven dus een stukje makkelijker’, zegt Dijksterhuis. ‘Verder laten we zien dat deze conceptcellen bijdragen aan het begrijpen van persoonlijke voornaamwoorden.’
Tenslotte zegt het onderzoek nog iets over het geheugen. Je moet namelijk de namen uit het eerste deel van de zin onthouden om te begrijpen waar ‘hij’ of ‘zij’ naar verwijst. Dijksterhuis: ‘Het gekke was dat we alleen een activatie van die conceptcellen zien bij het noemen van bijvoorbeeld Shrek. Daarna verdwijnt die activiteit weer, en gaat die pas weer omhoog als verderop het woordje ‘hij’ valt. Dat betekent dus dat er, misschien ergens anders in het brein, een proces is dat die namen onthoudt.’
Er valt dus nog meer te onderzoeken, maar dankzij de groep patiënten hebben de onderzoekers een belangrijke stap kunnen zetten in het meten van individuele hersencellen tijdens het lezen. Dijksterhuis zet dit onderzoek nu voort met patiënten bij het Universiteitsziekenhuis van Bonn.
