Hoe zou ons leven eruitzien als mensen een doorzichtige schedel hadden? Als we een hoofd hadden als zo’n transparant Swatch-horloge, waarin je de draadjes, de radertjes en het batterijtje ziet zitten? Het zou vast heel aardig zijn om de hersenkronkels bij je buurman te kunnen tellen. Of bevredigender nog: tijdens het diner te zien hoe bij je gasten het putamen oplicht, het hersencentrum voor culinair genot. Of om na een onverwacht ‘BOE!’ de amandelkern van je slachtoffer te zien reageren, het emotionele centrum voor angst. Maar ja, hoe zou het zijn als anderen ook bij jou naar binnen konden loeren?
‘Ik ben benieuwd of er bij jou een steekje los zit,’ plaagt mijn vrouw als ik naar het F.C. Donderscentrum vertrek, het in Nijmegen gevestigde centrum voor hersenonderzoek. Op slechts een paar plaatsen in de wereld tref je zo veel hersenscanners bij elkaar. De kostbare apparatuur staat in Nijmegen ten dienste van een internationaal gezelschap van zo’n honderd hersenonderzoekers.
Om tien uur staat de fmri-scanner op het programma. Zorgvuldig worden mijn oren met Oropax dichtgestopt, mijn hoofd wordt met kussentjes in een beugel gefixeerd en behoedzaam word ik de nauwe buis van de scanner ingeschoven.
‘We zijn
er klaar voor,’ zegt de operator door de intercom. Mijn hartslag loopt op: nu gaat de deur naar mijn geest open. De twaalf ton wegende scanner begint een ratelend geluid te produceren. Het klinkt als een drilboor. Ik herken het ritme waarin de scanner, elke twee seconden, mijn hersenen in twintig plakken snijdt en in elk daarvan de bloedstroom in kaart brengt. Hersencellen die aan het werk zijn, hebben energie en dus zuurstof nodig. Hoe actiever een hersengebied, hoe meer bloed ernaartoe stroomt.
Via een klein spiegeltje heb ik zicht op een beeldscherm aan het einde van de buis. Zo krijgen proefpersonen opdrachten: vingers en voeten bewegen, objecten en gezichten herkennen, sommetjes maken. Aan de andere kant van een dikke ruit zien de onderzoekers de hersenen reageren. Nog voor mijn rechterwijsvinger beweegt, licht de linker primaire motorische schors op: een heldergeel vlekje in het grijs van mijn hersenstof.
Seksuele geaardheid
De peperdure fmri-scanners maken overuren in centra voor hersenonderzoek, waar ze snel aan populariteit winnen voor het meest uiteenlopende hersenonderzoek. Werd fmri (functional Magnetic Resonance Imaging) aanvankelijk ingezet voor het onderzoek naar algemene activiteiten als bewegen, zien, horen en lezen, onderzoekers slagen er steeds beter in om met het apparaat in te zoomen op specifieke eigenschappen, dichter bij de menselijke persoonlijkheid. Zo wijst activiteit in het ventrale striatum op een gevoel van beloning, in de mediale prefrontale cortex op een warm gevoel van zich één voelen met een vriend of een kledingmerk, in het putamen op zintuiglijk genot en in de voorhoofdskwab op gevoel van eigenwaarde.
Onderzoekers in Montreal observeerden de hersenen van proefpersonen bij het kijken naar erotische beelden en stelden vast dat de emotionele centra dieper in de hersenen grote activiteit vertoonden, terwijl de cortex zich verveelde. Voor het oog van de scanner valt seksuele geaardheid niet te verbergen: de hersenen raken opgewonden van mannen, vrouwen, dieren… of kinderen.
Onderzoeksters van het Dartmouth College in New Hampshire observeerden blanke proefpersonen terwijl ze naar foto’s van zwarten keken en andersom. Ze ontdekten dat niet alleen het angstcentrum oplichtte als proefpersonen naar mensen van een ander ras keken, maar ook centra die erop wezen dat de hersenen hun vooroordelen probeerden te onderdrukken. Zelfs het willen verbergen valt voor de hersenscanner dus niet te verbergen. U bent gewaarschuwd: wie de perfecte moord wil plegen, moet uit handen zien te blijven van hersenonderzoekers.
Hersenkaart
Op de gang bij de fmri-scanners van het F.C. Donderscentrum staan grijze stoelen voor wachtende proefpersonen. De sfeer ademt ziekenhuis. De Belgische hersenonderzoekster Aliette Lochy lacht als ik haar naar haar diagnose vraag. Hoe pervers, xenofoob en chagrijnig is mijn brein? ‘We lezen hier in Nijmegen geen persoonlijke gedachten en gevoelens. Ons onderzoek is niet gericht op het persoonlijke, maar juist op het algemene: op de principes van het brein.’ Persoonlijke eigenaardigheden zijn bij dat onderzoek eerder een sta-in-de-weg en worden zorgvuldig weggefilterd.
Lochy laat haar proefpersonen sommen maken en getallen herkennen. Haar vinger glijdt over een hersenkaart: ‘Afhankelijk van het type getal zie je verschillende hersencentra oplichten. Kijk, hier worden encyclopedische getallen opgeslagen, zoals “747— van Boeing 747, of “501— van Levi’s 501. En dit is de plaats voor getallen die een maat aangeven, zoals 120 kilometer per uur of veertig graden koorts.’
Collega Gabriele Janzen uit Duitsland leidt haar proefpersonen door een virtueel museum met de opdracht om objecten te selecteren die leuk zijn voor kinderen. Daarna toont ze de objecten los van de ruimtelijke context. ‘Bij objecten die in het museum op kruispunten van gangen stonden, registreerde ik een piek in de activiteit van de parahippocampale gyrus, die voor onze ruimtelijke oriëntatie zorgt. Kennelijk hadden de hersenen onbewust toch de ruimtelijke informatie opgeslagen. Het verklaart dat mensen zo goed hun weg kunnen terugvinden zonder dat ze bewust hebben opgelet.’
Vluchtreactie
Je kunt veel zien per fmri, maar een psychoanalyse per scanner zit er voorlopig niet in. Met de scanner kun je immers alleen maar hersenactiviteit vaststellen waarvoor het brein een goed te onderscheiden centrum heeft. En lang niet alle emoties hebben zo’n eigen eilandje in het brein. Gedachtelezen is er al helemaal niet bij: alle gedachten spelen zich af in dezelfde frontale cortex. Met de scanner kun je zien dat iemand nadenkt, maar niet waarover.
En dan is er nog een hinderlijke beperking: de scanner vertelt niet wat oorzaak en wat gevolg is in het brein, dus hoe waarnemingen, emoties en activiteiten op elkaar reageren. Dat maakt de interpretatie lastig. Onderzoeker Wim van de Riet onderzoekt bijvoorbeeld in Nijmegen hoe onze hersenen reageren als we iemand zien schrikken. Het angstcentrum en de motorische centra lichten dan op. Van de Riet vermoedt dat het angstcentrum de motorcortex prikkelt om het lichaam voor te bereiden op de vlucht. Maar het kan ook andersom zijn: dat eerst het motorische centrum actief is, om de lichaamshouding te interpreteren, en dat dan pas het angstcentrum reageert.
‘Het is met fmri alsof je naar een orkest kijkt zonder de muziek te horen,’ zegt een andere onderzoeker. ‘Je ziet dat de violen en de cello’s samen spelen met het koper en het slagwerk, maar je hebt geen idee wát ze spelen. Op de wisselwerking krijg je geen zicht.’
Om die wisselwerking beter in beeld te krijgen, staat aan het begin van de middag de meg-scanner (magneto-encefalografie) voor me klaar. Een fors apparaat in een speciaal laboratorium dat veel weg heeft van een bankkluis. Achter mij wordt de decimeters dikke stalen deur pneumatisch vergrendeld.
151 Ultragevoelige antennes rond mijn hoofd pikken de magnetische velden op van de cortex, direct onder de schedel. Velden die honderdmiljoen keer zwakker zijn dan het aardmagnetisch veld buiten het laboratorium en duizend keer zwakker dan dat van mijn hart, dat opnieuw tekeergaat. Zelfs ooggeknipper doet de meg-scanner op tilt slaan. Knipperen is dus alleen toegestaan tussen de korte experimenten door.
Ik staar naar concentrische ringen die naar binnen bewegen op een scherm voor mijn ogen. Zodra de kringen hun beweging vertragen, moet ik mijn gestrekte hand laten zakken. Dat is alles. In het duister van de magnetische bunker strekt zich mijn hand en valt, strekt en valt, strekt en valt.
Geen vrije wil
‘Hoe eenvoudig het experiment ook is,’ zegt de Duitse onderzoeker Pascal Fries, ‘het vertelt ons iets fundamenteels over de manier waarop het brein beslissingen neemt.’ En dat principe heeft volgens Fries veel weg van wat natuurkundigen resonantie noemen. De meg-scanner toont precies hoe het gaat. Een fractie van een seconde nadat neuronen in het visuele centrum van mijn brein beginnen te ‘vuren’, neemt het motorische centrum het signaal over. Het begint mee te trillen: eerst een beetje en dan sterk. Hoe ritmischer het signaal, hoe korter de reactietijd.
Het is een ontnuchterend inzicht: niet ik, maar mijn visuele centrum zette mijn hand in beweging. Mijn bewustzijn stond erbij en keek ernaar. ‘Complexe beslissingen verlopen waarschijnlijk niet anders,’ zegt Fries. ‘We hebben ontdekt dat de cortex overal op dezelfde manier werkt, volgens dezelfde principes en bouwblokjes. Ik denk dat we vroeg of laat ook zullen begrijpen hoe mensen politieke keuzes maken, puur als gevolg van neurale activiteit.’
En onze vrije wil dan? Mensen hebben toch de vrijheid om bewust te kiezen op wie ze stemmen of welk wasmiddel ze kopen? ‘In Duitsland is daarover een heftig publiek debat gaande,’ zegt Fries. ‘Het is voor mensen heel moeilijk om zich voor te stellen en om te accepteren dat die vrije wil niet bestaat. Toch denk ik dat we uiteindelijk tot die conclusie zullen komen.’
Neuromarketing
Vrije wil of geen vrije wil: zeker is dat het brein veel regelt buiten het bewustzijn om. Dat bewustzijn zit in de frontale cortex ter hoogte van het voorhoofd. Elders in het brein worden onze keuzes voorgekookt, of het nu gaat om een eenvoudige beweging of om de aankoop van een paar nieuwe schoenen. Scanners lenen zich er uitstekend voor om te ontdekken welke hersencentra daarbij een rol spelen. Ziedaar een nieuw en controversieel onderzoeksterrein met de klinkende naam neuromarketing.
Hoe werkt ons koopgedrag? En wat doet reclame met dat mechanisme? Wie direct in de hersenen kijkt, krijgt op dergelijke vragen een eerlijker en ook vollediger antwoord dan met vragenlijsten en interviews. Mensen hebben zelf geen idee van wat er in hun hoofd, achter de schermen, gebeurt.
De Zweedse onderzoekster Anette Asp van het California Institute of Technology (Caltech) liet zichzelf onder de fmri-scanner leggen om haar liefde te onderzoeken voor designkleding, zoals de schoenen van haar lievelingsmerk Prada. Tot haar ontsteltenis wekte Prada in haar brein helemaal geen positieve gevoelens op van identificatie en zelfverwennerij: wat geactiveerd werd, was het angstcentrum, de amandelkern. Niet esthetiek, maar de angst om er slonzig bij te lopen bleek Asps drijfveer om kapitalen uit te geven aan dure kleding.
Automerken in het mannenbrein
Samen met de Erasmus Universiteit doet het F.C. Donderscentrum de komende jaren onderzoek naar het effect van reclame met bekende mensen, zoals Daphne Deckers met haar Chupa Chup-lollies. Dat werkt, weten reclamemakers. Maar waarom? Werkt het via de frontale cortex (‘als Daphne ze aan haar kinderen geeft, dan zullen ze wel gezond zijn’)? Of via de gevoelscentra (‘mmmm, wat een lekker mens’)? En maakt het daarbij uit of de bekende in kwestie man of vrouw, aantrekkelijk, deskundig, beroemd of jong is? Niet alleen hersenonderzoekers, ook marketingmensen zijn buitengemeen geïnteresseerd in de antwoorden op dergelijke vragen, gretig als ze zijn om in het menselijk brein zoiets als een ‘koopknop’ te ontdekken.
Dat zo’n koopknop niet helemaal sciencefiction is, bewezen onderzoekers van het Baylor laboratorium in Texas twee jaar geleden. Ze onderzochten onder de fmri-scanner hoe de hersenen van proefpersonen reageren op Coca-Cola (zie kader) en ontdekten dat het merk op het netvlies, in combinatie met een colasmaak op de tong, een verrassende keten van hersenactiviteit opwekt die bij het Pepsi-beeldmerk geheel en al uitblijft. Met zijn miljarden verslindende reclamecampagnes vol gelukkige, zelfbewuste levensgenieters is Coca-Cola er kennelijk uitstekend in geslaagd om zich toegang te verschaffen tot het brein.
Coca-Cola ontwikkelde de succesvolle reclame op goed geluk, en met de intuïtie van goede reclamemensen. Er kwam geen hersenscanner aan te pas. Tot voor kort tenminste. Inmiddels maakt het bedrijf gebruik van de diensten van BrightHouse Neurostrategies in Atlanta, dat zijn adviezen niet langer op consumentenpanels en vragenlijsten baseert maar op onderzoek met hersenscanners. Ook het Duitse DaimlerChrysler en Ford Europa zetten al scanners in om te zien hoe het mannenbrein op automerken reageert. Marketingconsultancybedrijf Lieberman Research Worldwide gebruikt de scanners om de reclamefilms (trailers) van filmstudio’s te testen en de New York Times onthulde vorig jaar dat ook het politieke communicatiebureau fkf Research tijdens de laatste Amerikaanse campagne hersenscanners inzette om het effect van verkiezingsspotjes te beoordelen.
Tijd om ons zorgen te maken? Nemen marketingmensen de macht in ons brein straks over? De Duits/Spaanse onderzoeker Guillén Fernández, verantwoordelijk voor het Nijmeegse onderzoek naar neuromarketing, denkt van niet. ‘Ik betwijfel zeer of dit onderzoek veel invloed zal hebben op reclame,’ zegt hij. ‘Die reclame is namelijk al heel effectief. Hersenonderzoek zal daaraan niet veel kunnen bijdragen. We zullen wel leren waaróm een spotje zo effectief is.’
Brein op cd-rom
Een eindeloze stroom proefpersonen zal de komende jaren steeds ingewikkelder experimenten uitvoeren in de scanner om hersenwetenschappers in staat te stellen de landkaart van het brein verder in te kleuren. Wat gebeurt waar en hoe? Hoe reageren al die centra op elkaar?
Op zijn werkkamer in Nijmegen vertelt onderzoeker Marcel Bastiaansen enthousiast over de pogingen fmri te combineren met eeg, de klassieke hersenmeting met elektroden op het hoofd. ‘Het zal het hersenonderzoek in een versnelling brengen,’ voorspelt hij. ‘We kunnen dan tegelijkertijd de plaats van hersenactiviteit en die hersenactiviteit zelf meten.’
Nieuwe, nog betere hersenscanners zullen het komende decennium veel geheimen blootleggen van het brein. Het zal in de toekomst niet moeilijk meer zijn om vast te stellen of er aan iemand een steekje loszit. Maar onze meest persoonlijke gevoelens en gedachten? Het is de vraag of hersenonderzoekers ooit diep genoeg in de hersenen zullen kunnen kijken om het individuele te meten, diep verstopt in dat onvoorstelbaar complexe netwerk van honderd miljard zenuwcellen.
Een paar dagen na de experimenten valt er een envelop van het F.C. Donderscentrum op de mat. Er komt een cd-rommetje uit met kleurige hersenplaatjes. ‘Om je brein nog eens goed te bekijken,’ vermeldt het begeleidend schrijven. Gebiologeerd staar ik even later op het computerscherm naar de kronkels in mijn eigen brein, naar kwabben en orgaantjes. ‘Dat ben ik,’ denk ik. ‘Daar zitten mijn gedachten en herinneringen, mijn gevoelens en neuroses.’ Met de muis van de computer klik ik heen en weer, op zoek naar herkenning. Tevergeefs. Ik ben het, en ik ben het tegelijk niet. n
De scanner als leugendetector
Persoonlijke geheimen zijn veilig voor hersenscanners: de apparatuur kan geen gedachten lezen. Toch valt, zelfs met relatief eenvoudige middelen, soms een groot geheim aan het brein te ontfutselen. Zoals de moord die de Amerikaan James Grinder in 1984 pleegde op de 25-jarige Julie Helton. Grinders hersenen waren de enige getuigen. De belastende herinnering zat daar hoog en droog, tot onderzoekers de moordenaar na 15 jaar aan een EEG-onderzoek onderwierpen. Met elektroden op het hoofd keek Grinder naar beelden die een voor een op een computerscherm verschenen. Foto’s van voorwerpen, straten en gebouwen die vrijwel iedereen bekend voorkwamen en foto’s van anonieme voorwerpen en plaatsen. Daaronder ook beelden die direct verband hielden met de moord op Helton: de plaats van het misdrijf, het wapen, een kledingstuk.
Terwijl Grinders ogen de beelden registreerden, vertrok zijn gezicht geen spier. Maar zijn hersenen deden dat wel. Zo’n halve seconde nadat ze de foto’s herkenden, wekten ze een p300-golf op, een typisch signaal in het EEG bij de herkenning van beelden, geluiden en geuren. De ‘vingerafdruk’ van Grinders hersenen toonde aan dat de verdachte herinneringen bewaarde aan objecten die, afgezien van de rechercheurs, alleen de moordenaar gezien kon hebben. Een paar dagen na het onderzoek bekende Grinder de moord op Helton en op nog een aantal andere vrouwen.
Het brein van een Republikein
Tijdens de laatste Amerikaanse verkiezingscampagne legde onderzoeker Marco Lacoboni in Los Angeles dertien kiezers in de scanner en ontdekte dat het brein van een Democraat anders werkt dan dat van een Republikein. De kiezers kregen onder meer reclamespotjes te zien die refereerden aan de terroristische aanslagen van 11 september 2001. Alleen bij de democratische kiezers activeerde dat de amandelkern, het angstcentrum in de hersenen. Kennelijk voelen republikeinse kiezers zich veel veiliger. Op hun beurt bleken de republikeinse kiezers weer weer veel sterker te reageren op beelden van leiders, ongeacht hun politieke kleur: niet alleen Bush, maar ook John Kerry en Ralph Nader konden op positieve gevoelens rekenen.
De Pepsi-test
Wat bepaalt onze keuze voor een frisdrank? Aan het Baylor laboratorium in Texas liet het team van neuro-onderzoeker Read Montague 67 mensen in de hersenscanner via een rietje afwisselend Coca-Cola en Pepsi drinken. Daarbij projecteerden de onderzoekers steeds één van de twee colamerken, maar in willekeurige volgorde. Wat de proefpersonen dronken, maakte voor de activiteit in de hersenen niets uit; wat ze op het netvlies zagen des te meer. Terwijl het beeldmerk van Pepsi het brein koud liet, activeerde dat van Coca-Cola een hele reeks hersencentra: de hippocampus (geheugen), de prefrontale cortex (identificatie), het putamen (genot) en structuren in de middenhersenen die de verwachting bepalen van een toekomstige beloning. Het beeldmerk van Coca-Cola op het netvlies en de smaak van water en suiker op de tong brengen in het brein een mechanisme op gang waardoor we ons gelukkig en beloond voelen, deelgenoot van een blije wereld.[/wpgpremiumcontent]