Volgens neurobioloog Hannah Monyer en filosoof Martin Gessmann is het menselijke geheugen veel meer dan een stoffige verzameling herinneringen. ‘Het is een onzichtbare, geniale kracht die vanuit het verleden onze toekomst bepaalt.’

‘Hannah is in Duitsland wereldberoemd’, zegt de in populaire cultuur gespecialiseerde filosoof Martin Gess-mann (54) over hersenwetenschapper en neurobioloog Hannah Monyer (58). We zitten in professor Monyers lab op een verdieping van het Deutsches Krebsforschungszentrum van de universiteit van Heidelberg. Wetenschappers en doctoraatsstudenten van over de hele wereld voeren hier onder haar leiding fundamenteel onderzoek naar de werking van de menselijke hersenen. Hun favoriete onderzoeksobjecten zijn hersenen van muizen, zowel dode als levende. Hannah Monyers research leverde haar verscheidene prestigieuze onderscheidingen op, waaronder de Leibniz Prijs, Duitslands allergrootste wetenschappelijke onderscheiding. Samen met Martin Gessmann schreef ze het razend interessante boek Ons geniale geheugen, waarin ze op zoek gaan naar de werking en de zin van ons geheugen. ‘Het geheugen is veel meer dan een stoffige archiefkamer vol herinneringen’, zegt Gessmann. ‘Het helpt ons vanuit onze herinneringen beslissingen te nemen over onze toekomst.’

Gessmann en Monyer leerden elkaar kennen in de wandelgangen van het Marsilius Kolleg in Heidelberg. ‘Het instituut wil professoren uit de exacte en humane wetenschappen bij elkaar brengen en zo de dikke muur helpen slopen die tussen hen staat’, zegt Hannah Monyer. ‘Professoren uit verschillende disciplines worden een semester lang aan elkaar gekoppeld, en werken samen een project uit. Martin stelde mij voor om zijn filosofische kennis te koppelen aan mijn neurobiologische kennis van de hersenen. We ontwikkelden een klein project over ruimtelijk inzicht en geheugen, en schreven daar samen een artikel over. Een jaar later vroeg Martin: “Waarom werken we ons kleine project niet uit tot een boek?” Dat vond ik een schitterend plan.’

Zijn de nuchtere wetenschapper en de idealistische filosoof door hun gezamenlijke zoektocht naar de geheimen van ons geheugen dichter naar elkaar gegroeid?

MARTIN GESSMANN: Het klikte meteen. De hersenwetenschap draait rond een grote basisvraag: hoe begrijpt de mens de wereld? Ook voor een filosoof is dat gefundenes Fressen. Ik was sowieso al erg geïnteresseerd in het wetenschappelijke onderzoek naar de werking van de hersenen.

HANNAH MONYER: Ik ben net als Martin geïnteresseerd in het werk van de grote filosofen, in literatuur en muziek. Ons grootste probleem is dat exacte en humane wetenschappers een verschillende taal spreken. Een wetenschappelijk artikel over de werking van de hersenen lees ik razendsnel, terwijl ik voor een traktaat van Immanuel Kant uren nodig heb. Gelukkig is er dan Martin om dat filosofische jargon in begrijpelijke taal om te zetten.

GESSMANN: En vice versa. We ontdekten dat we allebei een hartsgrondige hekel hebben aan de gangbare discussie over de werking van de hersenen bij wetenschappers en bij het grote publiek. De voorbije jaren draaide die voornamelijk rond het feit of de mens al dan niet een vrije wil heeft. Het hersenonderzoek gaat in sneltreinvaart vooruit, en telkens weer wordt die vraag opgeworpen: zijn we nog wel vrije wezens nu we steeds beter lijken te weten hoe het mechaniekje onder ons schedeldak werkt?

Waarom is dat volgens jullie de verkeerde vraag?

GESSMANN:Omdat de discussie totaal naast de kwestie is. Wij wilden terug naar de essentie, en dat is volgens ons het geheugen. Ons geheugen is hét vertrekpunt voor vragen die er werkelijk toe doen, zoals: wat zijn de mogelijkheden van ons brein? Wat kunnen onze hersenen vatten? Al die academische discussies over de vrije wil negeren de werking en de functie van dat geheugen. Zodra je begrijpt hoe ons geheugen werkt, worden alle vragen over de vrije wil totaal zinloos.

Omdat ons geheugen meer is dan een archief vol herinneringen en ons ook stuurt?

GESSMANN: Precies. In het begin van de negentiende eeuw groeide het geloof dat persoonlijkheidskenmerken zoals ons karakter, onze gevoelens en onze intelligentie zich op welbepaalde plekken in onze hersenen bevonden. Vandaag zijn nog altijd veel mensen daarvan overtuigd, al is dat ondertussen totáál achterhaald. Het huidige hersenonderzoek zoals Hannah dat voert, heeft aangetoond dat onze hersenen vol netwerken zitten. Ingewikkelde functies worden aangedreven en mogelijk gemaakt door een wijdvertakte samenwerking tussen allerlei gebieden in ons hoofd.

Onze hersenen werken zoals het internet?

GESSMANN: Ja, ze werken net als het wereldwijde web. Die netwerkstructuur zorgt ervoor dat het spirituele, het emotionele en het materiële door elkaar lopen. Ons geheugen móét dus wel meer zijn dan een archiefkast vol opgeslagen feiten. Wij zien het als een veelzijdige assistent die ons onbewust helpt bij het verwerken van het verleden en het plannen voor de toekomst.

In Ons geniale geheugen beschrijven jullie griezelige proeven met muizen, waarbij onderzoekers met behulp van een soort van lichtschakelaar verschillende geheugeninhouden in- en uitschakelen. Het ene moment vindt de muis probleemloos haar voederbakje, na activatie van een lichtsignaal weet ze niets meer. Na een druk op de knop vindt ze weer de weg.

MONYER: Wij voeren die proeven enkel uit om onze hypotheses te onderbouwen en te bewijzen, en niet om interessante manieren te vinden om hersenen te manipuleren. Dankzij de proeven weten we dat ons geheugen zulke manipulaties sowieso zelf uitvoert. Trouwens, ook zonder de proeven is ons geheugen van buitenaf manipuleerbaar. Ik vind de angst voor dergelijke tests even weinig doordacht als de hysterie rond het eten van genetisch gemodificeerde tomaten. ‘Ik wil geen tomaten eten waar genen aan toegevoegd zijn.’ Natuurlijk zitten er genen in tomaten, wat dacht je? Zulke discussies zijn een gevolg van een stuitend gebrek aan kennis bij de man in de straat, maar ook bij academici. Ik wil de geleerde dames en heren die niet eens weten wat een gen is de kost niet geven. Ons lichaam bulkt van de genetische modificaties. Ons geheugen modificeert – verbetert – zélf de manier waarop we de wereld zien. De proeven waarover u het hebt, zijn onderdeel van wetenschappelijk onderzoek dat de werking en de veranderingen in ons geheugen in kaart brengt. Het is dat wetenschappelijke onderzoek dat aangetoond heeft dat ons brein werkt als een netwerk. Daar is geen speld tussen te krijgen, en dat schetsen we ook uitgebreid in ons boek. Daarna hebben we ons afgevraagd wat de evolutionaire bedoeling van het netwerken van ons geheugen zou kunnen zijn.

Ik geloof graag dat bonafide hersenonderzoekers geen kwaad in de zin hebben als ze muizenhersenen manipuleren. Maar ik kan me ook voorstellen dat dictatoriale regimes beginnen te watertanden als ze de mogelijkheden zien.

MONYER: Dat geldt in de samenleving voor zo veel dingen. Met onze nucleaire kennis bouwen we ofwel atoomwapens, ofwel medische apparatuur voor de behandeling van kanker. Als we niet langer proeven mogen uitvoeren die potentieel gevaarlijk zijn, komen we geen stap verder. Wij hebben hier in ons lab muizen rondlopen met glasvezelkabeltjes rechtstreeks ingeplant in hun brein. We experimenteren met de invloed van blauw ledlicht op de chemie van de hersenen. Op termijn volgen daaruit zogoed als zeker nieuwe succesvolle therapieën voor mensen met parkinson of de ziekte van Huntington, zonder dat er kabels in de hersenen van de patiënten ingeplant hoeven te worden.

GESSMANN: In normale omstandigheden manipuleren de hersenen zichzelf en hebben ze geen blauw ledlicht nodig. Dankzij het hersenonderzoek zoals Hannah dat voert, weten we heel veel over hoe het geheugen herinneringen opslaat, verwerkt en soms ook gewoon weggooit. De natuurlijke manipulatie van het brein wordt in gang gezet en aan de praat gehouden door het dagelijkse leven dat we leiden.

MONYER: Stel: iemand stuurt me een vrolijk bericht. Meteen treedt ergens in mijn hoofd een neurotransmitter in werking waardoor het verkeer op het netwerk in een fractie van een seconde de tegengestelde richting inslaat.

GESSMANN: Het geheugen analyseert dan eerst razendsnel hoe dat bericht de hersenen beïnvloedt alvorens een nieuwe manipulatie in gang te zetten.

Heel wat kennis uit jullie boek is gebaseerd op dierenproeven. Dat onderzoek gebeurt hier in het laboratorium van professor Monyer. De ethische bezwaren tegen dierproeven weerklinken steeds luider, óók vanuit wetenschappelijke hoek.

MONYER: Ik weet dat er veel protest is tegen dierenproeven, maar voor onderzoek zoals het onze kan het echt niet anders. Ik ben me erg bewust van mijn verantwoordelijkheid. De dieren in mijn lab worden op het eind gedood. Ik vind dat niet fijn, maar we hebben geen keuze als we willen weten hoe onze hersenen werken en wat er mogelijk kan misgaan. Er moet zeker een maatschappelijk debat over gevoerd worden met vragen als: hoever willen we daar in ons wetenschappelijke onderzoek in gaan? Hoe hoog is de prijs die we voor onze nieuwe kennis willen betalen? Ik ben heel streng op de manier waarop de dieren in dit lab behandeld worden. We gebruiken niet méér muizen dan strikt noodzakelijk. Ik zal nooit proeven uitvoeren op een aap. Ik kan het niet, het lukt me zelfs niet bij katten. En hoe ouder ik word, hoe moeilijker ik het heb om proeven met muizen uit te voeren. Soms heb ik het zelfs lastig met proeven op planten. Want die vraag blijft door mijn hoofd spoken: waar haal ik eigenlijk de pretentie vandaan om dit te doen? Ik pieker daar heel vaak over. Maar als we het geheim van ons brein willen ontrafelen, is er geen alternatief. Proeven op kleine knaagdieren zoals muizen en ratten zijn dan het minste kwaad.

Jullie noemen het geheugen ‘geniaal’, maar zo onfeilbaar is het toch niet altijd? Er zijn heel wat zaken bekend van mensen die zich gebeurtenissen herinneren waarvan achteraf blijkt dat ze nooit hebben plaatsgevonden.

GESSMANN: Valse herinneringen komen zeker vaak voor, en ze zijn ook goed gedocumenteerd. Ze ontstaan wanneer ons geheugen zelf gebeurtenissen begint in te vullen die tijdens de waarneming niet helemaal duidelijk waren. Je kunt het vergelijken met hoe we verschillende zaken die we zelf niet goed gesnapt hebben achteraf in onze geest met elkaar proberen te rijmen. Je zult dan de ontbrekende details uit je herinnering spontaan invullen met vanzelfsprekende kenmerken. Zo is gras meestal groen. Als we aan gras denken, kleuren we dat als vanzelf groen in. Een herinnering wordt vervalst wanneer iets er in werkelijkheid bij wijze van uitzondering anders dan gewoonlijk uitziet.

MONYER: Uit onderzoek weten we dat mensen zich ook na verloop van tijd gebeurtenissen zullen herinneren als ze maar vaak genoeg van anderen horen dat ze die ooit meegemaakt hebben, zelfs al is dat in realiteit niet zo.

Uit nog een merkwaardig hersenonderzoek op dieren blijkt dat een rat ’s nachts in haar droom het parcours versneld herhaalt dat ze overdag gelopen heeft. Jullie trekken daaruit de conclusie dat dromen extreem belangrijk zijn voor de werking van ons geheugen.

MONYER: Onze slaap bestaat uit verschillende fases. Er is de diepe slaap, en er is de droomfase, met dromen die we ons na het ontwaken soms kunnen herinneren. In de diepe slaap spelen zich de herhalingen af, zoals bij de rat uit het onderzoek. In die fase waren in de hersenen van de rat exact dezelfde neuronen actief als overdag, toen ze het parcours liep. Alleen twintig keer sneller. Alsof ze de gebeurtenissen van overdag ’s nachts samendrukte.

En wat voor de slapende en dromende rat geldt, geldt ook voor de mens?

MONYER: Zonder enige twijfel. We hebben keihard bewijs verzameld dat niet alleen knaagdieren maar ook mensen in hun diepe slaap gebeurtenissen versneld herhalen en opnieuw beleven. Dat weten we uit eeg-hersenscans die genomen zijn bij slapende mensen. Aan de hand van een eeg van een slapend dier kan ik trouwens haarfijn afleiden wat het overdag uitgespookt heeft.

Waarom herhalen we ’s nachts versneld onze belevenissen van overdag?

GESSMANN: De echte reden kennen we niet, daar kunnen we alleen maar over speculeren. Dat doen wij dus ook, alleen is ons gespeculeer niet op los zand gebouwd.

MONYER: Als hersenwetenschapper ben ik niet snel geneigd om te vragen: waarom? Wel vraag ik me af: wat gebeurt er als er ’s nachts géén replay meer is? We hebben dat uitgetest, en hebben bij ratten de herhalingsmodus uitgeschakeld. Het resultaat was dat hun geheugen er flink op achteruitging. Conclusie: replay ís belangrijk voor het geheugen.

GESSMANN: Zodra die conclusie vaststond, hebben we gezocht naar de diepere betekenis van de band tussen dromen in de diepe slaap en de werking van ons geheugen. De snelle replay dient om wat we overdag geleerd hebben duurzaam te maken en te verankeren.

MONYER: De droomfase tijdens de remslaap bij de mens is vrij uitgebreid bestudeerd. Ik heb een uitstekende toegang tot mijn dromen. Ik kan dan heel goed vliegen. (lacht) We veronderstellen dat dieren ook tijdens hun remslaap dromen. We kunnen het hen niet vragen, maar eeg-scans, hun oogbewegingen en de activiteit in hun spieren lijken daar sterk op te wijzen. In de droomfase herhalen we niet langer gebeurtenissen om ze op te slaan, maar beoordelen en duiden we alles.

GESSMANN: De scenario’s die onze dromen in de remslaap volgen, zijn soms heel extreem. Ons geheugen bereidt ons op die manier voor op de nabije en de verdere toekomst. In onze slaap verwerken we dus het verleden, slaan we op wat we geleerd hebben, en maken we ons klaar voor wat ons te wachten staat.

We slaan toch niet alles wat we meemaken op?

MONYER: We zijn selectief, en we herhalen ook niet alles wat we opslaan versneld in onze slaap. We hebben bij knaagdieren vastgesteld dat ze vooral gebeurtenissen herhalen die belangrijk zijn voor hun overleven. Zaken die geen invloed hebben op ons leven en automatismen die we dagelijks zonder ons te focussen verrichten, worden ’s nachts niet herhaald. Nieuwe, fascinerende gebeurtenissen wel. In ons hoofd zit een filter die de ballast van de essentiële informatie scheidt.

GESSMANN: Doordat mensen ouder worden, zijn er steeds meer gevallen van dementie en alzheimer. Die ziektes tonen op een verschrikkelijke manier het onvoorstelbaar grote belang van het geheugen aan. Zodra ons geheugen slecht begin te werken, valt ons hele leven in stukken uiteen. Want dan zijn we geen aantekeningenboekje met een paar herinneringstips kwijt, maar vinden we hele hoofdstukken uit ons bestaan niet meer terug. U stelde daarnet terecht kritische vragen over de dierenproeven in Hannahs lab. Maar haar onderzoek is geen wetenschap voor de wetenschap. Misschien levert het ooit een cruciale bijdrage aan de strijd tegen dementie. Verlies van geheugen heeft bij mensen verwoestende gevolgen. Patiënten met alzheimer of dementie raken naast hun verleden ook hun toekomst kwijt. Ze hebben geen toegang meer tot hun herinneringen en verliezen zo elk perspectief op hoe ze verder moeten met hun leven. Ze kunnen niets meer plannen.

Ons geheugen vormt de architectuur van ons leven?

GESSMANN: Zo is het maar net. Het is het fundament waarop ons bestaan gebouwd is.

Hannah Monyer en Martin Gessmann, Ons geniale geheugen – De onzichtbare kracht die onze toekomst bepaalt, De Bezige Bij, 272 blz., ?19,99.

DOOR JAN STEVENS IN DUITSLAND

‘Je geheugen verliezen, heeft verwoestende gevolgen. Patiënten met alzheimer of dementie verliezen hun verleden én hun toekomst.’

‘In onze slaap verwerken we het verleden, slaan we op wat we geleerd hebben, en maken we ons klaar voor wat ons te wachten staat.’