De gevoeligheid van onze pupillen

Sebastiaan Mathôt is onderzoeker bij Experimentele Psychologie. Hij richt zich in zijn onderzoek op onze pupillen. Die blijken (onbewust) heel veel informatie te geven. Mathôt heeft via zijn pupilonderzoek onder meer een interface ontwikkeld die gebruikt zou kunnen worden om te communiceren met patiënten met het locked-in syndroom: mensen die dermate verlamd zijn dat ze niks meer kunnen bewegen.

^{Tekst: Eelco Salverda, afd. Communicatie RUG / Foto's: Hesterliena Wolthuis}

Pupillen reageren op woorden

Cognitiewetenschapper, dat is Mathôt eigenlijk. Cognitiewetenschap richt zich onder meer op waarnemen, denken en leren. Mathôt: ‘Ik ben zelf vooral geïnteresseerd in aandacht en oogbewegingen. Daarvoor doe ik veel onderzoek naar pupillen. Iedereen weet dat pupillen reageren op licht en donker, de zogeheten lichtrespons. Maar wat uit mijn onderzoek onder meer naar voren is gekomen, is dat pupillen deze respons niet alleen vertonen als reflex bij licht en donker, maar dat de lichtrespons ook aandachtgestuurd is. Dat wil zeggen, als je vanuit je ooghoeken je aandacht op een licht object richt, zonder hierbij je ogen te bewegen, dan wordt je pupil kleiner, net alsof je direct naar het object kijkt. Pupillen reageren ook op woorden die je leest of waar je naar luistert en die je associeert met licht of donker. Wanneer je een woord leest dat een gevoel van lichtheid overbrengt, zoals ‘lamp’ of ‘zon’, dan zijn je pupillen kleiner dan wanneer je een woord leest dat naar duisternis verwijst. Het idee hierachter is dat als een woord een mentaal beeld oproept van iets lichts, dat je pupil hierop reageert, net alsof je dit object voor ogen hebt, maar veel minder sterk.

Locked-in

Eerder was Mathôt werkzaam in onder meer Frankrijk, aan de universiteit Aix-Marseille. Daar publiceerde hij in PlosONE over een interface die hij heeft ontwikkeld en die je zou kunnen gebruiken bij communicatie met locked-in patiënten, die volledig verlamd zijn. ‘Voor zulke patiënten bestaan er wel brain-computer interfaces om communicatie tot stand te brengen, maar dat gaat bijna altijd via elektroden op de hersenen of de schedel. En veel van deze systemen zijn indirect gebaseerd op het meten van oogbewegingen, en werken dus enkel wanneer patiënten hun ogen nog kunnen bewegen,’ vertelt Mathôt. ‘Met mijn methode heb ik bij gezonde proefpersonen aangetoond dat je door te denken aan een letter en door pupilreactie daarop mensen een zin kunt laten vormen - al duurt dat wel heel lang. Het draait erom dat je door aandacht een letter op een scherm kunt selecteren, zonder je oog te hoeven bewegen.’

Experimenteel

Vanwaar die aandacht voor pupillen? ‘Ik vind het leuk om een onderwerp te pakken waar bijna niemand mee bezig is,’ vertelt Mathôt enthousiast. ‘Dan valt er veel te doen. Je bent niet bezig met een heel klein deelgebiedje van een onderwerp waar heel veel mensen al heel veel van weten. Bijna alles wat je onderzoekt, alles wat je ontdekt is nieuw. Ik werk bij Experimentele Psychologie. De naam zegt het al, ons onderzoek is behoorlijk fundamenteel. Ik wil weten hoe visuele systemen werken, waar ogen op reageren en waarom. Maar dit onderzoek leent zich zeker ook voor toepassingen. Ogen en pupillen hebben te maken met kijken, met scherpte, zelfs met vermoeidheid. Dat komt in veel praktische zaken terug, denk aan je telefoon of aan de kleur van je computerscherm. Wit staat bekend als goede achtergrondkleur om teksten te lezen en te schrijven. Maar is dat ook zo bij andere taken? Voor heel andere functies is een donkere achtergrond beter. Je hoort vaak over blauw licht van schermen van iPads en telefoons en hun nachtrustverstorende werking. Dat zijn allemaal inzichten en toepassingen waar mijn onderzoek een bijdrage aan zou kunnen leveren.’        

Emoties

‘Momenteel ben ik bezig met onderzoek naar het waarom van pupilvergroting. We weten dat pupillen bij van alles en nog wat bewegen. Ze reageren op licht, maar ook op emoties. Bij boosheid en angst worden ze groter. Ik wil graag weten wat de functie daarvan is, of dat ons helpt in ons gedrag. Als je pupil kleiner wordt zie je dingen scherper, bij grote pupillen kun je meer opnemen vanuit je ooghoeken. Dat kan een functie hebben in het geval van dreiging en angst. Wat ik tot nu toe het meest bijzondere vind dat ik heb gevonden? De lichtrespons van pupillen bij cognitieve processen. Al het andere is daar eigenlijk een afgeleide van.’

Meer informatie

• Profielpagina Mathôt
• Video over interface om te communiceren via pupillen