Hoe ervaren we pijn van anderen?

Een nieuwe studie van het Nederlands Herseninstituut heeft opnames gemaakt van menselijke hersencellen om te laten zien dat we pijn van anderen verwerken in onze insula – een hersengebied dat betrokken is bij het verwerken van emoties.

Wanneer we een ander zien huilen, krijgen we zelf ook een brok in onze keel. En als iemand in zn vinger snijdt, gaan je eigen nekharen ook overeind staan. Het ervaren van pijn bij anderen is een belangrijk onderdeel van empathie en onze motivatie om anderen te helpen. De mate waarin we empathie ervaren kan echter erg verschillen tussen mensen. Zo blijken sommige psychiatrische patiënten helemaal niet in staat te zijn om empathie te tonen. Inzicht in deze onderliggende mechanismes kan ons helpen om de individuele verschillen beter te begrijpen.

Tot nu toe moesten we vertrouwen op fMRI-onderzoeken om hersengebieden te identificeren die geactiveerd worden terwijl we de pijn van anderen waarnemen. Helaas kan fMRI de activiteit van neuronen niet direct meten. In plaats daarvan meet het veranderingen in de bloedstroom die helpen bij het lokaliseren van hersengebieden die betrokken zijn bij empathie. Om te begrijpen welke hersencellen ons helpen om het leed van anderen te delen, zouden we elektroden in de hersenen moeten plaatsen en direct de elektrische activiteit moeten meten waarmee neuronen informatie verwerken. Om voor de hand liggende redenen is dit bij mensen niet mogelijk, of wel?

Epilepsiepatiënten

In bepaalde gevallen van epilepsie die niet met farmacologische behandelingen kunnen worden behandeld, implanteren chirurgen elektroden rechtstreeks in de hersenen van patiënten om de oorsprong van de epilepsie te lokaliseren. De patiënten moeten dan ongeveer een week in het ziekenhuis blijven, terwijl het chirurgische team hun hersenactiviteit registreert en wacht op een epileptische gebeurtenis. Om dit wachten zinvoller te maken, bieden sommige patiënten een unieke kans aan om de menselijke geest beter te begrijpen: ze voeren psychologische taken uit terwijl hun hersenactiviteit wordt gemeten via deze medische elektroden.

In een nieuw artikel gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift eLife, maakte een samenwerking tussen onderzoekers van het Herseninstituut Efe Soyman, Rune Bruls, Kalliopi Ioumpa onder toezicht van professoren Christian Keysers en Valeria Gazzola gebruik van deze unieke kans om het idee te testen dat de neuronen in hersengebieden die betrokken zijn bij onze eigen pijn, zoals de insula, ook direct betrokken zijn bij het weerspiegelen van pijn bij anderen. Ze lieten patiënten korte videoclips zien van een vrouw die verschillende niveaus van pijn ervaart, en maten hoe sterk neuronen in de insula reageerden op de pijn van de vrouw in de videoclip. 

De insula en onze eigen emoties

Het is bekend dat de insula, een hersengebied dat verborgen is in de hersenen, een cruciale rol speelt in onze eigen emoties. Het kan de toestand van ons lichaam voelen door input van onze innerlijke organen en huid, en integreert deze informatie met wat we zien, horen en ruiken. Men denkt dat het aanleiding geeft tot deze bewuste gevoelens die we emoties noemen. Het is met name aangetoond dat de insula veel neuronen bevat die reageren wanneer we pijn in of op ons eigen lichaam ervaren, waarbij de activiteit meer wordt wanneer we de pijn als onaangenamer ervaren. 

Activatie bij pijn van anderen

Het team onderzocht daarom of neuronen in deze regio ook actief zouden worden bij het zien van pijn bij anderen. Omdat de films die ze aan de deelnemers lieten zien, varieerden in hoeveel pijn de actrice in de films ervoer, kon het team onderzoeken of films waarin de patiënten zagen dat anderen meer pijn hadden, films zouden zijn waarin de insulaire neuronen meer activiteit zouden vertonen, als een spiegel voor andermans pijn. Dit is precies wat ze vonden: door de hele insula konden ze elektrische activiteit registreren die schaalde met de pijn die ze bij de personen in de film zagen. 

Met behulp van geavanceerde data-analysemethoden kon het team tijdens elke film het niveau van elektrische activiteit in de insula bepalen en voorspellen hoe de patiënt zou reageren op de vraag: “hoe intens denk je dat de pijn was die de persoon in de film ervoer” . Door de unieke mogelijkheid te bieden om rechtstreeks vanuit hun hersenen te meten, hebben de patiënten ons een belangrijk inzicht gegeven in menselijke empathie: het lijkt echt alsof we ons inleven in de pijn van anderen, omdat onze hersenen zijn bedraad om hun pijn om te zetten in activiteit in regio’s betrokken bij onze eigen pijn.

Hoe ervaren we pijn van anderen?

Deze studie geeft meer inzicht in hoe we de pijn van anderen waarnemen. In de helft van de video’s was de camera gericht op de gezichtsuitdrukking van de actrice, die reageerde op verschillende mate van pijn. Het analyseren van de elektrische reacties in de insula en de spierbewegingen van de actrice in de films onthulde dat wat de hersenen getriggerd worden door de samentrekking van de ogen van de actrice. In de andere helft was de camera gericht op de hand van de actrice, waarin te zien was dat de hand met een riem geslagen werd. In dat geval leken de hersenen de hoeveelheid pijn af te leiden aan de hand van bewegingen van de hand als resultaat van de riem. Samen onthulden deze ingewikkelde details hoe flexibel het menselijk brein transformeert.

Hoewel deze studie zich richtte op een enkel hersengebied, de insula, waarvan fMRI-onderzoeken hadden gesuggereerd dat ze belangrijk zijn voor empathie, zal toekomstig onderzoek van het team ook naar andere delen van ons brein kijken. Ze kunnen dan een kaart ontwikkelen van waar in de hersenen de pijn van anderen wordt omgezet wanneer we empathie ervaren voor de emoties van andere mensen. Daarnaast hoopt het team meer inzicht te kunnen verkrijgen in de verschillen in empathie tussen individuen.

Dankbetuigingen:

Dit werk werd mogelijk gemaakt door een nauwe samenwerking tussen de leden van het social brain lab dat de taken ontwierp en de data analyseerde (Efe Soyman, Rune Bruls, Kalliopi Ioumpa, Laura Müller-Pinzler, Selene Gallo, Chaoyi Qin, Christian Keysers en Valeria Gazzola), clinici van het VUmc in Amsterdam die de operaties uitvoerden en hielpen bij data-acquisitie (Elisabeth CW van Straaten, Johannes C Baayen, Sander Idema), en het team van prof. Pieter Roelfsema en Matt Self (Matthew W Self, Judith C Peters, Jessy K Possel) die de link hebben gelegd tussen het fundamentele onderzoek van het Nederlands Herseninstituut en de clinici van het VUmc, die ook hebben geholpen bij het verkrijgen van de data. Wij betuigen onze hartelijke dank aan de patiënten die deelnemen en daardoor deze wetenschappelijke inzichten mogelijk hebben gemaakt.

Bron: eLife

 

Quotes:

Christian Keysers: “Als neurowetenschapper is het onze droom om te begrijpen hoe neuronen ons maken tot wie we zijn. Wat deze patiënten doen, door ons hun hersencellen te laten meten, maakt die droom waar: we konden in realtime zien hoe de pijn van iemand anders wordt weerspiegeld in de neuronen van een waarnemer. Na tientallen jaren aan empathie te hebben gewerkt, konden we empathie zien ontstaan in de menselijke insula”.

Efe Soyman: “Het lijden van andere mensen kan worden afgeleid uit verschillende indicatoren: een pijnlijke uitdrukking, de intensiteit van de gebeurtenis die hen pijn doet, enz. Met deze ongelooflijk waardevolle gegevens die we van de patiënten hebben verzameld, zien we hoe de menselijke insula kan inspelen op de informatie die op dat moment beschikbaar is wanneer we pijn van anderen ervaren.