Hoe weet ons brein dat iets echt is?

Je hersenen combineren verbeelding met realiteit – soms zelfs té goed. We denken op de een of andere manier dat we iemand zien of horen. Maar hoe weten we dat zeker?

“Wij creëren onze perceptie van de werkelijkheid net zo goed als we die waarnemen.”

Hoewel neurowetenschappers over de details kunnen discussiëren, zijn de meesten het erover eens dat perceptie – in essentie de manier waarop we sensorische informatie verwerken en een samenhangende ervaring creëren – de actieve constructie van de realiteit omvat, in tegenstelling tot het passief waarnemen van de wereld om ons heen, zo meldt Popular Science Turkish.

Als je bijvoorbeeld een drukke weg ziet, creëer je die realiteit actief door informatie van je zintuigen (de vormen die je ziet en de geluiden die je hoort van suizende auto's) te combineren met je eerdere ervaringen (de wetenschap dat je over die beroemde boulevard hebt gelopen). Direct beseffen dat de auto's die over de weg razen echt zijn, helpt je om veilig te blijven.

Hoewel dit model voor het ervaren van de werkelijkheid efficiënt is, is het niet waterdicht: onze hersenen kunnen soms dingen verkeerd waarnemen. Deze discrepantie werd onderzocht door Dijkstra, hoofdonderzoeker bij het Imagination Reality Lab van University College London, in een recent artikel gepubliceerd in het tijdschrift Neuron.

Hoe heeft een psycholoog uit het begin van de 20e eeuw onze geest voor de gek gehouden?

Veel van Dijkstra's werk was geïnspireerd door de baanbrekende psycholoog Mary Cheves West Perky. In haar baanbrekende artikel uit 1910 over verbeelding en perceptie vroeg Perky proefpersonen om objecten – een rode tomaat, een groen blad, enzovoort – te visualiseren op een lege muur. In deze schijnbaar lege ruimte projecteerde Perky heimelijk nauwelijks zichtbare beelden van dezelfde objecten op de muur.

Onbewust van de situatie schreven de proefpersonen deze waargenomen objecten toe aan hun verbeelding in plaats van aan projecties. Volgens Perky "moet het beeld van de verbeelding veel gemeen hebben met de perceptie van het dagelijks leven."

Meer dan een eeuw later geloven veel onderzoekers dat verbeelding en perceptie samenwerken om onze perceptie van de werkelijkheid te creëren. Maar hoe weet ons brein dan wat echt is en wat niet? Dijkstra's nieuwe onderzoek biedt mogelijk het antwoord.

Het testen van hersenen uit de 21e eeuw

“We hadden verwacht dat de resultaten complexer en genuanceerder zouden zijn”, zegt Djikstra.

Maar hersenscans gemeten met functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) vertelden Dijkstra iets duidelijks: de activiteit in het fusiforme grus kan bepalen of iemand gelooft dat een afbeelding echt is. Dit gebied, gelegen achter de slapen aan weerszijden van de hersenen, speelt een sleutelrol bij het herkennen van gezichten en objecten, maar het potentiële vermogen om echt van nep te onderscheiden, was iets wat neurowetenschappers zich eerder niet realiseerden.

Het onderzoek lijkt op een moderne versie van Perky's experiment. In plaats van fruit en andere voorwerpen op een muur te projecteren, vroegen Djikstra en zijn collega's de deelnemers om een reeks diagonale lijnen op een scherm te visualiseren. Deze lijnen werden vervolgens via een verdeler in een fMRI-scanner geprojecteerd. (Door eenvoudige vormen zoals diagonale lijnen te gebruiken, is het makkelijker te voorspellen wat de proefpersonen zich zouden kunnen voorstellen. Wanneer ze zich een blad moesten voorstellen, visualiseerden ze mogelijk een breed scala aan vormen en kleuren.) Deze diagonale lijnen werden weergegeven tegen een achtergrond met veel ruis (denk aan een korrelig tv-beeld) om het moeilijker te maken om werkelijkheid van verbeelding te onderscheiden.

Wanneer iemand echte geprojecteerde lijnen zag, was de activiteit in de gyrus fusiformis sterker dan wanneer ze wisten dat ze zich de diagonale lijnen slechts inbeeldden. Wanneer deelnemers deze geprojecteerde lijnen zagen, nam de activiteit ook toe in de voorste insula van de prefrontale cortex, een centraal knooppunt voor hersennetwerken aan de voorkant van de hersenen.

Maar wanneer iemand de denkbeeldige lijnen voor echte lijnen aanzag en daadwerkelijk een milde hallucinatie ervoer, werden zowel de gyrus spinalis als het voorste insulagebied geactiveerd, alsof hij het echte werk zag.

De 'realiteitsdrempel' van de hersenen

Op basis van deze resultaten concludeerden Dijkstra en zijn onderzoeksteam dat de gevisualiseerde en waargenomen signalen samen een 'realiteitssignaal' vormen. Wanneer dit signaal sterk genoeg is, overschrijdt het de 'realiteitsdrempel' en nemen we waar wat we als objectieve realiteit waarnemen.

Hoewel Dijkstra gelooft dat activiteit in de gyrus fusiformis bepaalt of iets deze grens van de realiteit overschrijdt, zegt hij dat zijn onderzoek zich nog in een vroeg stadium bevindt. Hij suggereert dat het tegenovergestelde waar zou kunnen zijn, en dat activiteit in de prefrontale cortex mogelijk bepaalt "of iets echt is of niet op basis van andere signalen", die hij vervolgens terugkoppelt naar de gyrus fusiformis, waardoor de ervaring wordt versterkt of levendiger aanvoelt.

Verder kijken dan hersenscans

Hoe deze drempel wordt overschreden, is belangrijk. Het aantonen van een causaal verband tussen activiteit in de gyrus fusiformis en hallucinaties zou bijvoorbeeld toekomstige artsen in staat kunnen stellen om schizofrenie en andere hersenaandoeningen te behandelen door dit deel van de hersenen te stimuleren.

Het onderzoek werpt niet alleen licht op waarom mensen objecten zien die niet bestaan, maar kan ook helpen verklaren waarom we onze ogen soms niet kunnen geloven. Toen Dijkstra vanuit Nederland naar Londen verhuisde, zag hij in de verte een wezen tijdens een wandeling door zijn buurt. Hoewel hij alleen was, nam hij aan dat het een hond was. "Ik was zo geschokt. Ik dacht: 'Waar is het baasje?' Ik had echt een hond gezien." Als hij zich niet had omgedraaid en de werkelijkheid ervan in twijfel had getrokken, had hij zich misschien niet gerealiseerd dat hij een van de ongeveer 10.000 vossen zag die zijn nieuwe thuisstad hebben. Even voelde Dijkstra iets dat niet overeenkwam met zijn eerdere ervaringen; hij had iets gezien dat er niet was.

Wat de toekomst van zijn onderzoek betreft, zegt Dijkstra dat er nog veel onbeantwoorde vragen zijn over perceptie, zoals of mensen met een levendige fantasie vatbaarder zijn voor hallucinaties. Op dit gebied is het belangrijk om constant te twijfelen aan wat je gelooft dat waar is. "Je kunt een geweldig idee hebben dat zo logisch lijkt, dat zoveel lijkt te verklaren, maar dan blijkt het helemaal niet te kloppen," zegt hij. "En dat is prima, want we boeken nog steeds vooruitgang."