Beter begrip van het menselijke brein

‘Gedachten lezen’, dat is waarmee Jelmer Borst zich bezighoudt. Maar dan niet op een esoterische manier, maar met hightech neuro-imaging technieken. Zo krijgt hij inzicht in wat er in ons brein gebeurt als we bijvoorbeeld multitasken, problemen oplossen of onze gedachten laten afdwalen.

^{Tekst: Gert Gritter, afd. Communicatie / foto's: Elmer Spaargaren}

Dagdromen

De werkkamer van Borst bevindt zich op de derde verdieping van de Bernoulliborg, waar het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence is gehuisvest. De assistant professor heeft een schitterend uitzicht op twee van de meest futuristische gebouwen in Groningen: de Linnaeusborg en de Energy Academy Europe. Op zich een goede locatie gezien zijn onderzoeksgebied, dat zich onder meer richt op het vasthouden, verleggen of verliezen van aandacht, zoals multitasking en ‘mind wandering’. Hij maakt gebruik van neuro-imagingtechnieken als fMRI, EEG en MEG. Deze laten zien welke hersengebieden van proefpersonen actief zijn, zodat een goed beeld ontstaat van de werking van het brein op dat moment.

‘Mind wandering’

‘Mind wandering’ is het afdwalen van gedachten of beter gezegd het onwillekeurige verspringen van de aandacht van het ene naar het andere onderwerp. Het is het proces van het denken van gedachten die niets te maken hebben met de taak die je op dat moment aan het uitvoeren bent. ‘Mind wandering’ wordt daarom ook wel ‘task-unrelated thinking’ genoemd. Borst: ‘Het is een algemeen fenomeen, dat zowel voor- als nadelen heeft. Het is natuurlijk niet bevorderlijk voor de taak die onderhanden is, maar anderzijds kan het functioneel zijn bijvoorbeeld bij probleemoplossing. Dankzij ideeën die je dan spontaan invallen.’

Multitasking

In 2012 promoveerde Borst op het onderwerp multitasking bij de mens en hij geldt nog steeds als een deskundige op dat gebied. Wat hij overigens geen bezwaar vindt, ook al richt hij zich momenteel op andere thema’s. Geduldig legt hij het nog eens uit. ‘We kunnen twee dingen samen doen, bijvoorbeeld een auto besturen en praten. Dat kan heel goed tegelijkertijd, omdat we verschillende gebieden in de hersenen aanspreken: het taalcentrum en het motorisch centrum. Maar het gaat mis zodra we handelingen uitvoeren die beide een beroep doen op hetzelfde centrum, zoals luisteren naar het gesprek en de aanwijzingen van de tomtom (beide taalcentrum). Of sturen en de smartphone intoetsen (beide motorisch centrum).’

Gevaar

Multitasking krijgt niet altijd een goede pers, maar heeft wel degelijk voordelen. ‘Het werkt goed bij routineklusjes en kan een efficiency-voordeel hebben. Je bespaart tijd, als je bijvoorbeeld tijdens het koken meteen ook even de was opvouwt, in plaats van achter elkaar. Een ander voordeel is dat je minder snel verveeld raakt bij monotone werkzaamheden. Als je in een auto door de woestijn rijdt, is het beter als je een gesprek hebt of naar de radio luistert. Monotasking of singletasking kan in zo’n situatie zelfs gevaar opleveren.’

Werkgeheugen

Bij ingewikkelder taken ligt het beduidend anders. ‘Tegelijk taken uitvoeren lukt dan niet,’ aldus Borst. ‘Het werkgeheugen kan maar één element tegelijk onthouden. Want wat gebeurt er als we worden afgeleid, door een appje, een e-mail, een telefoontje, een praatje met een collega? De taak wordt onderbroken en de informatie verdwijnt uit het kortetermijngeheugen. Keer je terug naar de oorspronkelijke taak, dan moet je die informatie herstellen uit het langetermijngeheugen en dat kost tijd. Het gevolg is dat we taken minder efficiënt uitvoeren en fouten maken, wat frustratie en ergernis oplevert.’

Amerikaanse luchtmacht

De hoeveelheid informatie in ons kortetermijngeheugen kunnen we zien aan onze ogen. De pupil verwijdt zich namelijk als we meer informatie vasthouden, wat we kunnen meten met een ‘eye-tracking device’. Een masterstudent van Borst onderzoekt een programma dat iemand volgt terwijl deze sudoku’s oplost op de computer. Als iemand net een vakje heeft opgelost dan registreert de eye-tracker een kleine vernauwing van de pupil, wat een goed ‘interruptiemoment’ aangeeft. Het programma laat je dus efficiënter werken doordat het notificaties van mail, app en dergelijke tegenhoudt als je geconcentreerd bent, maar toelaat tijdens korte intervallen van verminderde aandacht. De US Air Force heeft grote belangstelling voor het onderzoek, omdat het kan waarschuwen voor het verslappen van de concentratie bij piloten.

Energiebesparing

Borst is betrokken bij CogniGron (Groningen Cognitive Systems and Materials Center) van de RUG, dat een nieuwe generatie computersystemen hoopt te ontwikkelen, geïnspireerd op het menselijke brein. Het Bernoulli Instituut werkt hierin samen met collega’s van het Zernike Instituut (ZIAM). De ‘Zernikianen’ werken aan slimme materialen voor een nieuw soort micro-elektronica. Modellen van neurale netwerken hiervoor worden ingebracht door de ‘Bernoullianen’. Borst: ‘Computers kunnen beter rekenen dan onze hersenen, maar ze zijn minder goed in het herkennen van patronen en inschatten van complexe situaties. De opslag en verwerking van data zijn gescheiden, terwijl dat in het menselijke brein is geïntegreerd. CogniGron richt zich op de ontwikkeling van computers die sneller data verwerken en ook minder energie gebruiken.’

Hysterisch aapje

In meditatiekringen wordt de menselijke geest wel voorgesteld als een hysterisch druk aapje, dat niet kan stilzitten en bijna letterlijk van de hak op de tak springt. Hoe kun je het tot rust brengen? Hoe krijg je het zo ver dat het langere tijd geconcentreerd blijft? Borst: ‘Meditatie werkt niet voor mij, anders dan bijvoorbeeld bij mijn collega Marieke van Vugt, die onderzoekt wat er in de hersenen gebeurt als mensen mediteren. Als ik mijn hoofd wil leegmaken, loop ik liever hard. Een uur lang, zonder muziek. En als ik heel erg mijn focus moet houden, bijvoorbeeld bij het schrijven van een artikel? Dan leg ik mijn smartphone weg, zet mail, facebook, website uit en doe de deur van mijn kamer dicht. Dat werkt toch het best.’

Contact

Jelmer Borst