Kun je aan hersenen zien of iemand goed is in het onthouden van routes?
23 januari 2013 Blogs
Het onthouden van een route is belangrijk om goed te kunnen functioneren. Denk bijvoorbeeld aan het vinden van de weg naar je werk. Zonder geheugen voor de route daar naartoe zou je elke dag met kaarten of navigatieapparatuur moeten werken. Er zijn grote verschillen tussen mensen in de vaardigheid van het onthouden van routes. Waar de één na een enkele keer de weg feilloos weet te vinden, heeft een ander misschien wel een maand nodig om een nieuwe route in het geheugen te prenten. Het is moeilijk om per individu te voorspellen welke hersengebieden verantwoordelijk zijn voor het ruimtelijk geheugen. Dat komt omdat er grote variatie bestaat tussen de hersenen van verschillende mensen. Desondanks is er wel onderzoek gedaan naar de verschillen in de hersenen van mensen die heel goed kunnen navigeren en mensen die dat wat minder goed kunnen. Om je hier meer over te kunnen vertellen moeten we ons verdiepen in de wondere wereld van taxichauffeurs in een miljoenenstad: we gaan hiervoor naar Londen.
Wanneer je in Londen een taxi wilt rijden moet je in het bezit zijn van wat al 150 jaar onder de Londenaars bekend staat als ‘The Knowledge’. Deze Knowledge is de mentale kaart van Londen in het hoofd van taxichaffeurs. Hiervoor hebben deze alle wegen en routes in het centrum van Londen uit het hoofd moeten leren, inclusief de locaties van alle attracties zoals restaurants, hotels en cafés. Je kunt je voorstellen dat dit een enorme hoeveelheid informatie is en taxichaffeurs doen er dan ook gemiddeld twee jaar over voor zij hun examen aandurven. Toekomstige chauffeurs bereiden zich op het examen voor door eindeloos alle mogelijke routes door de stad te rijden om zoveel mogelijk informatie op te slaan. Het is echter niet alleen zaak om zoveel mogelijk routeinformatie te onthouden, je moet ook in staat zijn deze op het juiste moment weer op te roepen. Voor hersenonderzoekers geïnteresseerd in ruimtelijk geheugen waren de taxichaffeurs natuurlijk een zeer interessante groep om te bestuderen. Hoe zien de hersenen van iemand die zo goed routes kan onthouden en op verzoek alle details daarvan kan oproepen eruit? Hoe verschillen deze hersenen van die van andere mensen? [1,2]
Uit eerder onderzoek was al bekend dat navigatie gerelateerd is aan activiteit in een hersengebied dat de hippocampus wordt genoemd (uit het Grieks hippos ‘paard’, en kampos ‘zeemonster’). De hippocampus dankt haar naam aan de gelijkenis in vorm met een zeepaardje (zie plaatje). De betrokkenheid van dit gebied bij navigeren door een ruimte werd in 1971 door onderzoekers bij ratten ontdekt. Zij vonden dat neuronen in de hippocampus van een rat een patroon vuren dat gerelateerd is aan zijn positie in de ruimte op dat moment. Op verschillende plekken in de ruimte vuurden verschillende neuronen, waardoor er in de hippocampus een mentale kaart van de omgeving ontstond [3].
Ook het onderzoek naar de hersenen van de Londense taxichaffeurs liet zien dat de hippocampus belangrijk is voor hun vaardigheid. In vergelijking met gewone mensen is bij de taxichauffeurs de ‘staart’ van de hippocampus in beide hersenhelften vergroot. Bovendien is het zo dat hoe meer ervaring de chaffeurs hebben (en dus hoe groter en uitgebreider hun mentale kaart van de stad is), hoe dikker de hippocampus is. Naast de hippocampus zijn ook andere delen belangrijk voor het onthouden van routes. Toch is de hippocampus met meest cruciaal voor het combineren van alle ruimtelijke informatie in een mentale kaart.
Om meer over de rol van de hippocampus te weten te komen, onderzochten wetenschappers vervolgens een 65-jarige Londonse taxichaffeur waar iets bijzonders mee aan de hand was. Zijn hippocampi waren beiden beschadigd door een ontsteking. De oud taxichaffeur had The Knowledge 40 jaar daarvoor al onder de knie, en was al die tijd als taxichaffeur werkzaam geweest. Zonder goed werkende hippocampus kon hij zich nog steeds oriënteren aan de hand van bepaalde gebouwen of opvallende herkenningspunten. Ook kon hij veel routes nog prima rijden. Maar het viel wel op dat hij alleen op de grote wegen bleef, en verdwaalde als hem werd gevraagd om over kleinere wegen te rijden. Dit was iets dat hij vroeger met gemak had gekund. Het lukte hem door de schade aan zijn hippocampi dus niet meer om de gedetailleerde mentale kaarten op te roepen die hij vroeger had geleerd [4].
We kunnen natuurlijk geen stuk over navigatie schrijven zonder te eindigen met die telkens weer terugkerende vraag: ‘Zijn mannen beter in het navigeren dan vrouwen?’ Helaas dames, mannen scoren in veel onderzoeken inderdaad beter dan vrouwen [5]. Wat hiervoor precies de reden is, en hoe mannen verschillen van vrouwen, is nog niet helemaal duidelijk. Een theorie die vaak gebruikt wordt is dat mannen en vrouwen verschillende manieren van navigatie lijken te gebruiken: mannen zijn beter in het bepalen van een richting (orientatie strategie) terwijl vrouwen beter zijn in het herkennen van routes door gebruik te maken van herkenningspunten (route strategie) [5]. In een studie naar hersenactiviteit van groepen mannen en vrouwen die een navigatietaak uitvoerden werden echter geen verschillen gevonden [6].
De conclusie van het taxi-onderzoek, namelijk dat het vermogen om te navigeren ontwikkeld kan worden en dat de hippocampus groeit door ervaring, inspireerde de onderzoekers van het laatstgenoemde onderzoek tot de volgende uitspraak: “Mannen worden nu eenmaal vaker ingezet om te navigeren dan vrouwen, waar zou het verschil tussen mannen en vrouwen ook verklaard zou kunnen worden. Het is dus goed mogelijk dat het verschil tussen mannen en vrouwen komt door gebrek aan ervaring en niet door een verschil van sekse persé” [6].
Een goede les die naar aanleiding van deze vraag kan worden geleerd, is dat delen van ons brein ook na de pubertijd nog lange tijd in staat zijn om te blijven groeien door het opdoen van ervaring. Het is dus welllicht een goed idee om de navigatieapparatuur in de auto weer eens uit te zetten en de route ‘op de hippocampus’ te rijden!
Klik hier voor een filmpje over deze taxi chaffeurs
Bronnen
[1] Maguire EA et al. Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. PNAS, volume 95, nummer 8 (2000) [Pubmed]
[2] Maguire EA et al. London Taxi Drivers and Bus Drivers: A Structural MRI and Neuropsychological Analysis. Hippocampus, volume 16 (2006) [Pubmed]
[3] O’Keefe J, Dostrovsky J. The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Research, volume 34 (1971) [Pubmed]
[4] Maguire EA et al. Navigation around London by a taxi driver with bilateral hippocampal lesions. Brain, volume 129 (2006) [Pubmed]
[5] Woolley DG et al. Sex differences in human virtual water maze performance: novel measures reveal the relative contribution of directional responding and spatial knowledge. Behavioural brain research, volume 208, nummer 2 (2010) [Pubmed]
[6] Ohnishi T et al. Navigation ability dependent neural activation in the human brain: an fMRI study. Neuroscience research, volume 55, nummer 4 (2006) [Pubmed]