Hoe hersengolven bepalen wat je wel en niet opmerkt
Je brein produceert constant rhythmische elektrische golven. Eén van die ritmes — de zogenaamde alfagolf — blijkt precies te bepalen hoe goed je op een bepaald moment iets kunt waarnemen.
Dat ons bewustzijn niet continu maar pulsend werkt, is al langer een vermoeden in de neurowetenschappen. Maar hoe alfagolven — hersenritmes tussen 8 en 13 Hz — precies de waarneming beïnvloeden, was omstreden. Een nieuwe studie in eLife geeft een gedetailleerder beeld: het gaat niet om simpele aan/uit-schakelaars, maar om twee parallelle mechanismen die tegelijkertijd werken.
De onderzoekers registreerden hersenactiviteit via EEG bij zes proefpersonen terwijl die zwakke visuele signalen probeerden te detecteren. Per deelnemer werden meer dan 6000 pogingen geregistreerd — een opvallend hoge aantallen in een vakgebied waar studies met tientallen trials normaal zijn. Die nauwkeurigheid was nodig om twee subtiele effecten uit elkaar te halen: veranderingen in ‘interne ruis’ en veranderingen in ‘sensorische afstemming’.
Twee mechanismen tegelijk
Interne ruis is het achtergrondlawaai in de visuele verwerking van het brein — vergelijkbaar met de ruis op een analoog televisiekanaal. Wanneer die ruis hoog is, verdrinken zwakke signalen erin en worden ze gemist. Sensorische afstemming verwijst naar hoe precies het brein is ingesteld op de specifieke eigenschappen van wat het verwacht te zien — de oriëntatie van een lijn, de frequentie van een patroon. Beide factoren varieerden systematisch met de fase van de alfagolf op het moment net vóór het verschijnen van het te detecteren signaal.
Dit is relevanter dan het op het eerste gezicht lijkt. Cognitieve achteruitgang bij veroudering gaat gepaard met verstoringen in neurale oscillaties — hersengolven. Oudere hersenen laten afwijkende alfapatronen zien, en dit wordt in verband gebracht met slechtere aandacht, trager reageren en een groter risico op fouten in dagelijkse taken. Als alfagolven de waarneming sturen via twee specifieke mechanismen — ruisreductie en afstemming — dan geeft dat aanknopingspunten voor hoe die achteruitgang werkt, en misschien hoe die te beïnvloeden valt.
Er is ook een bredere implicatie voor het begrijpen van bewustzijn en aandacht. Waarom missen mensen soms dingen die recht voor hen staan? Waarom zijn we op sommige momenten scherper dan op andere? De studie suggereert dat de staat van uw alfagolf op het moment van binnenkomst van een prikkel al grotendeels bepaalt wat u ervan merkt — nog voordat hogere cognitieve processen in actie komen.
Kanttekeningen bij het onderzoek
De studie had slechts zes deelnemers — een kleine steekproef, al werden de bevindingen gecompenseerd door de extreem grote hoeveelheid trials per persoon. Of de gevonden effecten even sterk gelden bij oudere populaties, bij slaaptekort, of bij mensen met aandachtsstoornissen, is nog niet onderzocht. Dat zijn de voor de hand liggende volgende stappen. Wat de studie in elk geval doet, is een mechanistisch raamwerk bieden waarbinnen toekomstige interventies — of het nu gaat om neurofeedback, meditatie of farmacologie — geëvalueerd kunnen worden.