De meesten van ons denken dat het geheugen werkt als een soort camera die het leven continu vastlegt. Maar dat is niet helemaal waar. In werkelijkheid verdeelt het menselijk brein ervaringen in fragmenten, waardoor herinneringen kunnen worden geordend en de context waarin ze plaatsvonden kan worden begrepen. Dit mechanisme voorkomt dat alle ervaringen door elkaar lopen in een verwarrende massa van gegevens en ervaringen. In dit verband heeft recent onderzoek van de Universiteit van Californië in Los Angeles (UCLA) en de Columbia University aangetoond dat een deel van de hersenstam, de locus coeruleus, fungeert als een soort ‘resetknop’ voor de hersenen.
Deze kleine neuronale kern vervult een zeer belangrijke functie, omdat hij het einde van een ervaring en het begin van de volgende markeert. David Clewett, psycholoog aan de UCLA en hoofdauteur, vat het als volgt samen: “Ons doel was te begrijpen hoe de hersenen weten dat een ervaring is afgelopen en dat het tijd is om aan een nieuwe te beginnen.” Het antwoord zijn de zogenaamde “gebeurtenisgrenzen” of contextveranderingen, die het geheugen dwingen een nieuw hoofdstuk te beginnen, alsof het een boek is.
De ‘resetknop’ in de hersenen die herinneringen van elkaar scheidt
Het leven verloopt in een constante stroom, maar herinneringen worden niet als een ononderbroken lijn opgeslagen. Zoals wetenschappers uitleggen, bewaren we opvallende fragmenten, net zoals een boek is onderverdeeld in zinnen, alinea’s en hoofdstukken. Deze soort ‘mentale grammatica’ helpt ons om ervaringen op een zinvolle manier op te slaan.
Volgens de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Neuron, zijn een reeks neuronen in de hersenstam verantwoordelijk voor het markeren van de breekpunten die ervaringen in verschillende momenten omzetten. Eerder onderzoek had al aangetoond dat wanneer je in dezelfde context blijft, zoals een kamer zonder enige verandering, herinneringen zich in dezelfde volgorde aaneenrijgen.
Een verandering in de omgeving, hoe klein ook, zoals een verandering in activiteit of geluid, zorgt er echter voor dat het menselijk brein ervaringen in verschillende mentale hoofdstukken onderverdeelt. Voor het onderzoek maakten Clewett en zijn collega’s gebruik van 32 vrijwilligers, die een functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) ondergingen terwijl ze naar afbeeldingen van neutrale objecten keken.
Tegelijkertijd luisterden de deelnemers naar eenvoudige tonen die in één oor werden afgespeeld. Wanneer hetzelfde geluid meerdere keren aan dezelfde kant werd herhaald, was er een gevoel van continuïteit. Maar als de toon en het oor waarin de toon werd afgespeeld werden veranderd, waarnam de hersenen een onderbreking van de gebeurtenis. Deze eenvoudige verandering wekte de indruk dat er verschillende gebeurtenissen plaatsvonden, en de resultaten van de scan toonden aan dat de activiteit van de hersenstam toenam op die momenten van contextverandering.
Een van de meest verrassende bevindingen van het onderzoek naar de ‘resetknop’ van de hersenen is dat wanneer deze activering plaatsvond, de vrijwilligers meer moeite hadden om zich de exacte volgorde van de beelden aan weerszijden van de grens te herinneren. Wetenschappers leggen uit dat dit een duidelijk teken is dat de hersenen de herinneringen als afzonderlijke gebeurtenissen hadden opgeslagen.
Volgens Lila Davachi, medeauteur van de studie, “moet de hippocampus weten wanneer elke gebeurtenis begint en eindigt om deze correct in kaart te kunnen brengen. De locus coeruleus lijkt dat signaal van ‘nieuwe gebeurtenis’ te verzenden, waardoor het geheugenwerk kan worden gereorganiseerd”.
Stress en geheugen
De hersenstam fungeert als een geheugenmodulator met twee werkingsmodi. Enerzijds is er de modus van korte uitbarstingen, die wordt geactiveerd wanneer er belangrijke veranderingen in de omgeving plaatsvinden en een signaal naar de hersenen stuurt om een nieuwe gebeurtenis te starten. Anderzijds is er de modus van achtergrondactiviteit, die een constant alertheidsniveau handhaaft en zeer nuttig is om op verschillende prikkels te reageren.Het probleem ontstaat wanneer dit evenwicht wordt verstoord. Onder normale omstandigheden schakelt het systeem zonder enige moeite tussen beide modi, maar chronische stress kan ervoor zorgen dat het vastloopt in de achtergrondmodus. Als gevolg daarvan wordt het signaal dat het einde van een herinnering en het begin van een andere markeert, vaag.
David Clewett legt het uit met een eenvoudige vergelijking: “Het is alsof je een brandalarm hebt dat nooit ophoudt met afgaan. Als er uiteindelijk echt brand is, kun je die niet meer onderscheiden van het achtergrondgeluid.”
Om deze relatie te begrijpen, gebruikte het onderzoeksteam een beeldvormingsmethode die neuromelanine meet, een pigment dat zich in de hersenstam ophoopt bij herhaalde activering in de loop van de tijd. De resultaten toonden aan dat mensen met hogere neuromelaninewaarden zwakker reageerden op gebeurtenisgrenzen.
Dit werd zowel waargenomen in de verwijding van de pupillen als in directe metingen van de hersenactiviteit met behulp van functionele magnetische resonantie. In praktische termen reageerden deze hersenen minder op veranderingen in de context, alsof ze niet goed konden onderscheiden waar een herinnering eindigde en de volgende begon.
