Hollywood in de hersenscanner: wat films onthullen over menselijke ervaring

In samenwerking met universiteiten wereldwijd onderzochten Nicholas Hedger van de University of Reading en Tomas Knapen van het Nederlands Herseninstituut en de Vrije Universiteit Amsterdam de diepste lagen van het menselijk bestaan. Ze ontdekten hoe de hersenen visuele informatie omzetten in een fysieke ervaring van de wereld om ons heen, waardoor we een fysieke, ervaarbare wereld beleven. “Dit aspect van menselijke ervaringen is een fantastisch gebied voor de verdere ontwikkeling van AI”. 

Stel je voor: je bent aan het koken met een vriend en plotseling snijdt hij zich in zijn vinger. Binnen milliseconden trek je een gezicht, verstrak je, en misschien trek je zelfs je eigen hand terug. Dat komt doordat het aanrakingscentrum van je hersenen, de somatosensorische cortex, wordt geactiveerd. Onderzoekers vragen zich al lange tijd af hoe het mogelijk is dat dit aanrakingscentrum ook actief wordt door alleen maar te kijken.

Om die vraag te beantwoorden, onderzochten wetenschappers van de University of Reading, de University of Minnesota, de VU, het Spinoza Centre for Neuroimaging en het Nederlands Herseninstituut (KNAW) dit fenomeen op een ongewone manier: door naar Hollywoodfilms te kijken.

Tomas Knapen (laatste auteur) en zijn collega Nicolas Hedger (eerste auteur) analyseerden een dataset van deelnemers die in een scanner werden geplaatst terwijl ze films zoals The Social Network en Inception bekeken. Knapen en Hedger wilden die gegevens gebruiken om de onderliggende hersenstructuren te identificeren die ons helpen te ervaren wat we zien.

Ervaring in kaart brengen

Wanneer wetenschappers het hebben over “kaarten” in de hersenen, bedoelen ze de manier waarop de hersenen informatie over het lichaam en de omgeving ordenen. In de somatosensorische cortex kan bijvoorbeeld het hele lichaam worden afgebeeld: aan de ene kant wordt aanraking van de voeten verwerkt, aan de andere kant aanraking van het hoofd. Deze kaarten helpen de hersenen te begrijpen waar een gevoel precies vandaan komt.

Het ontdekken van vergelijkbare kaarten in de visuele cortex is bijzonder boeiend, omdat het suggereert dat de hersenen wat we zien direct koppelen aan wat we voelen — dit helpt ons om de handelingen en emoties van anderen te begrijpen.

“We vonden niet één, niet twee, maar acht opvallend vergelijkbare kaarten in de visuele cortex!”, zegt Knapen. “Dat we er zoveel vonden, laat zien hoe sterk het visuele brein de taal van aanraking spreekt.”

De kaarten volgen hetzelfde patroon als de lichaamsindeling in de somatosensorische cortex — van hoofd tot teen. Dat betekent dat onze hersenen wat we zien ook lichamelijk ordenen: als we iemand zien, ervaren we dat deels alsof het onszelf overkomt.

Verschillende kaarten, verschillende functies

Wat doen deze kaarten precies, en waarom zijn het er zoveel? Blijkbaar hebben verschillende kaarten verschillende functies. Sommige kaarten richten zich sterk op het herkennen van lichaamsdelen, terwijl andere zich bezighouden met hun positie in de ruimte. “Ik denk dat er nog veel meer functies zijn, maar die hebben we simpelweg nog niet kunnen testen,” legt Knapen uit.

Welke informatie je uit een situatie haalt, hangt sterk af van je doel. “Stel, je staat op en pakt een kop koffie. Als ik geïnteresseerd ben in wat je doet, focus ik op je hand die de kop vastpakt. Maar als ik meer geïnteresseerd ben in je emotionele toestand, let ik op je lichaamstaal of gezichtsuitdrukking. Telkens wanneer je naar iemand kijkt, zetten je hersenen talloze lichamelijke signalen om in beelden. “Wij denken dat deze kaarten een essentieel onderdeel zijn van dat proces, en laten zien hoe de hersenen externe visuele informatie en interne lichamelijke informatie samenbrengen.”

Hoewel het hebben van zoveel overlappende kaarten misschien inefficiënt lijkt, denkt Knapen juist van niet: “Daardoor kunnen we alle informatie op één plek bundelen en die vertalen op de manier die op dat moment het meest zinvol is.”

Verder onderzoek en de toekomst van neurotechnologie

De bevindingen openen de deur naar vervolgonderzoek. De rol van de visuele cortex bij emotionele verwerking vormt een basis voor verder onderzoek in de sociale psychologie, maar kan ook nuttig zijn in de klinische praktijk. “Mensen met autisme kunnen moeite hebben met dit soort verwerking. Deze kennis kan helpen om effectievere behandelingen te ontwikkelen,” legt Knapen uit.

Op de lange termijn zouden deze hersenkaarten zelfs kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van neurotechnologie. “Trainingssets voor hersenimplantaten beginnen vaak met opdrachten als: ‘probeer een beweging te bedenken’. Als we deze lichamelijke processen op bredere manieren kunnen activeren, ontstaan er veel meer mogelijkheden voor het trainen en verfijnen van brein-computerinterfaces.”

Knapen gelooft dat zijn bevindingen toekomstige ontwikkelingen op het gebied van AI kunnen stimuleren. “Onze lichamen zijn diep verstrengeld  met onze ervaringen en begrip van de wereld om ons heen. Huidige AI is vooral gebaseerd op tekst en video en mist deze lichamelijke dimensie. Dit aspect van menselijke ervaringen is een fantastisch gebied voor de verdere ontwikkeling van AI.  Ons werk laat zien dat zeer grote, nauwkeurige datasets over beeldvorming dit proces kunnen stimuleren: een prachtige synergie tussen neurowetenschap en AI.

Terwijl hij vooruitkijkt, blijft Knapen vooral geraakt door de betekenis van zijn huidige ontdekkingen. “Ik wil gewoon begrijpen wat de menselijke ervaring zo bijzonder maakt, en het voelt alsof we daar net een essentieel onderdeel van hebben gevonden.”

Bron: Nature