Soms blijft het gezicht van een onbekende in de metro in het geheugen hangen, een kat van een foto of het wisselgeld van een gewone dinsdag. Waarom belanden juist die kleinigheden in het persoonlijke archief, terwijl honderden andere spoorloos verdwijnen? Een nieuw onderzoek van het team van Xiao en zijn collega's van Cedars-Sinai wijst op een onverwachte deelnemer aan dit proces: de amygdala. De meesten kennen haar vooral als het centrum van angst, maar het blijkt dat zij er ook bij betrokken is dat juist bepaalde dingen onthouden worden.
De amygdala wordt al lang in verband gebracht met de verwerking van emotioneel belangrijke gebeurtenissen. Daarom wordt haar rol bij het onthouden gewoonlijk verklaard door de kracht van de beleving: schrik, vreugde of opwinding maken een moment levendiger, en de hersenen slaan het eerder op. Een onderzoek dat in het tijdschrift Nature Neuroscience is gepubliceerd, laat zien dat het beeld breder is. De activiteit van afzonderlijke neuronen in de amygdala voorspelt welke afbeeldingen iemand later herkent, en dat verband verdwijnt niet, zelfs niet als je meeweegt hoe sterk de afbeelding iemand emotioneel raakte.
De auteurs werkten met directe opnamen. Zij volgden de activiteit van afzonderlijke zenuwcellen bij mensen met epilepsie die niet op medicijnen reageert: bij zulke patiënten worden elektroden diep in de hersenen ingebracht om de bron van de aanvallen te vinden. De deelnemers bekeken afbeeldingen en ondergingen daarna een herkenningstest. Zo konden twee momenten met elkaar worden vergeleken: hoe een bepaald neuron de eerste keer op een afbeelding reageerde en of de persoon zich die later herinnerde. De gegevens zijn verkregen in twee onafhankelijke steekproeven — 42 en 95 patiënten met verschillende geheugentaken. Het belangrijkste resultaat werd ook in de tweede steekproef bevestigd.
Het meest interessant is de selectiviteit van de neuronen. Veel cellen in de amygdala reageren niet op alles zomaar: elk van hen reageert sterker op één bepaalde categorie afbeeldingen. In het onderzoek waren dat gezichten, dieren, eten, auto's en landschappen. Het woord 'voorkeur' is hier een technische term die de vorm van de reactie van een cel beschrijft, niet de persoonlijke sympathieën van de persoon.
Hier wordt de selectiviteit dus belangrijk voor het geheugen. Hoe sterker zo'n cel bij de eerste vertoning op een afbeelding uit 'haar' categorie reageerde, hoe groter de kans was dat de persoon die later herkende. Het verschil in activiteit verscheen ongeveer 350 milliseconden na het verschijnen van de afbeelding, dat wil zeggen bijna onmiddellijk, lang voordat iemand bewust besluit of hij iets heeft onthouden. Meestal is het effect duidelijker in de rechterhersenhelft: daar bleek het verband tussen de neuronen van de amygdala en het onthouden sterker.
Bijzonder belangrijk is dat de emotionele beoordeling van de afbeeldingen dit effect niet tenietdeed. De gebruikelijke verklaring via de kracht van de beleving bleek slechts een deel van het beeld. De amygdala reageert naar alle waarschijnlijkheid ook op de inhoud zelf van wat iemand ziet en helpt beslissen welke fragmenten van ervaring bewaard moeten worden.
Er is nog een detail. Wanneer een afbeelding werd onthouden, stemde de activiteit van de amygdala en de hippocampus — een hersengebied dat al lang in verband wordt gebracht met het vormen van herinneringen aan gebeurtenissen — nauwer met elkaar in de tijd overeen. Neuronen in de hippocampus die op de 'voorkeurs'-categorie reageerden, vielen sterker in hetzelfde ritme samen met de schommelingen in de activiteit van de amygdala. Je kunt je twee musici voorstellen die nauwkeuriger in dezelfde maat vallen. In de hersenen helpt zo'n 'maat' misschien de twee structuren samen een gebeurtenis vast te leggen, maar dat is voorlopig een hypothese.
De conclusies hebben echter grenzen, en de auteurs geven die zelf aan. De waarnemingen tonen een verband tussen neurale activiteit en onthouden, maar bewijzen de oorzaak niet. Of stimulatie van zulke neuronen het geheugen kan verbeteren, moet apart worden onderzocht. Het onderzoek werd uitgevoerd bij mensen met epilepsie, en hun hersenen kunnen verschillen van die van gezonde mensen, dus de resultaten moeten voorzichtig op iedereen worden overgedragen. Bovendien meet de herkenningstest van afbeeldingen slechts één soort geheugen en laat zij geen uitspraak toe over herinneringen die tientallen jaren standhouden. Daarvoor is ander onderzoek nodig.
Het praktische belang is duidelijk. De auteurs brengen de bevindingen in verband met de ziekte van Alzheimer en temporale epilepsie, waarbij het geheugen lijdt, en zij sluiten niet uit dat de amygdala een doelwit kan worden voor toekomstige behandelmethoden, bijvoorbeeld neuromodulatie. Maar voorlopig is dat een hypothese, geen instrument: het experiment testte geen therapie en mat het geheugen niet over een periode van jaren.
De kracht van het werk ligt in de directe metingen van afzonderlijke neuronen bij mensen en in de bevestiging van het belangrijkste resultaat in een tweede steekproef. Dat helpt nauwkeuriger te zien hoe verschillende hersengebieden deelnemen aan de omzetting van de huidige ervaring in wat wij ons later kunnen herinneren.
Voor de gewone mens is de conclusie deze: onthouden begint op het moment dat wij de wereld ontmoeten. De emotionele reactie, de inhoud van wat iemand ziet en het onderling afgestemde werk van neurale netwerken beslissen samen of een vluchtig beeld deel wordt van een persoonlijk verhaal. De amygdala neemt aan dit proces breder deel dan het vertrouwde beeld van het centrum van angst suggereert.
Hoe precies een afzonderlijk beeld voorrang krijgt boven andere, blijft voorlopig een open vraag. Het antwoord kan helpen begrijpen hoe uit de stroom van vluchtige indrukken onze persoonlijke geschiedenis ontstaat.
