Dit is een artikel uit het NRC-archief De artikelen in het archief zijn met behulp van geautomatiseerde technieken voorzien van metadata die de inhoud beschrijven. De resultaten van deze technieken zijn niet altijd correct, we werken aan verbetering. Meer informatie.
Bekijk hele krant

NRC Handelsblad

Wetenschap

De Nederlandse treinen zijn wit

Voor zijn onderzoek naar taal in het brein en voor zijn leiderschap van het F.C. Donderscentrum kreeg Peter Hagoort deze week een Spinozapremie. `De koffiemachine moet goed zijn.'

INEENS IS ER een piekje in de elektrische activiteit van de hersenen, zeshonderd milliseconden na een grammaticale fout. Lees een zin als `Het verwende kind gooien het speelgoed op de grond' en prompt, 600 ms na het lezen van het woord gooien, wordt die `P600' zichtbaar als je schedel tenminste volgeplakt is met elektrisch gevoelige sensoren zoals bij een `traditionele' EEG-opname of met magnetisch gevoelige sensoren zoals in een ultramodern MEG-apparaat.

Deze kennis danken we aan neurowetenschapper Peter Hagoort. ``Zo'n eerste ontdekking is het prettigst om aan terug te denken'', zegt hij nu over dit syntactische verrassingseffect. Hij publiceerde de vondst (samen met Colin Brown) in 1993 in het tijdschrift Language and Cognitive Processes. Dat was geen toptijdschrift, maar Hagoorts artikel was in de jaren erna wel een van de meest geciteerde artikelen in het vakgebied. Voor het lezen van woorden die in betekenis onverwacht zijn (zoals bij `Het meisje stak het snoepje in haar zak', dus niet in haar mond) was al wel langer een verrassingspiekje bekend: de N400 (N staat voor een negatieve potentiaal). Maar dat er ook een onafhankelijk grammatica-effect bestond, gold als opzienbarend. ``We kregen zelfs een enthousiaste brief van 's werelds bekendste taalgeleerde Noam Chomsky. Toch leuk'', herinnert Hagoort zich op zijn ruime Nijmeegse werkkamer.

Inmiddels is Hagoort directeur van het 2001 gestichte F.C. Donders Centre for Cognitive Neuro-imaging en hoogleraar Cognitieve Neurowetenschap, allebei in Nijmegen. ``Als je eenmaal echt iets nieuws hebt gevonden, ga je verder zoeken.'' En zo ging het. Afgelopen maandag werd aan Hagoort een van de vier NWO-Spinozapremies (anderhalf miljoen euro, vrij te besteden aan onderzoek) toegekend. Wegens zijn grote verdiensten in het onderzoek aan de neurobiologische fundamenten van het menselijk taalvermogen èn `de manier waarop hij het F.C. Dondersinstituut binnen vijf jaar naar wereldfaam heeft geleid' aldus het juryrapport.

Na de `P600', zoals Hagoorts grammaticale verrassingseffect inmiddels bekend staat, volgden meer interessante resultaten. Zoals Hagoorts vorig jaar in Science gepubliceerde conclusie dat al in een heel vroeg stadium `kennis van de wereld' wordt betrokken bij de verwerking van taal in de hersenen. Tot dan toe gold in de wereld van de neurobiologie de vuistregel dat taal eerst in een soort aparte hersenmodule werd verwerkt en pas daarna werd geconfronteerd met `algemene kennis' van de wereld. ``Altijd was gedacht dat taalverwerking veel te snel ging om er ook nog eens buitentalige kennis bij te betrekken. Eerst betekenis ontrafelen en dan na een seconde of zo confrontatie met de rest van je kennis. Nee dus'', zegt Hagoort. Hij ontdekte dat zinnen als `De Nederlandse treinen zijn wit' hetzelfde vroege verrassingseffect (na 400 ms) in de hersenen opriepen als de zin `De Nederlandse treinen zijn zuur'. Zuur geldt als een semantische fout, een kwestie van talige betekenis. Maar wit is semantisch volkomen correct. Als dàt dus ook de `talige' verrassingspiek in het EEG geeft, moet dat een buitentalige oorzaak hebben. Alleen mensen die ervaring met Nederlandse treinen hebben weten dat ze nooit wit zijn (toen dit onderzoek liep was de witte ICE-trein met NS-logo nog geen gewoon verschijnsel, ``en die wordt trouwens nog steeds ervaren als Duits'', aldus Hagoort). De alleszins correcte zin `De Nederlandse treinen zijn geel' leverde niet zo'n N400-piekje in de hersenen op.

Hagoort: ``Die andere niet-talige kennis wordt kennelijk onmiddellijk meegenomen in een reactie die tot nu toe volkomen als talig werd beschouwd. Dezelfde menging van informatie in een zeer vroeg stadium hebben we ook ontdekt bij de verwerking van informatie uit de gebaren die iemand maakt bij het spreken. Die visuele gegevens worden óók direct betrokken bij de talige analyse. We gaan nu ook eens kijken of het verschil maakt of een zin als `Ik houd van golf' wordt uitgesproken met een plat Haags accent of een bekakt Wassenaars accent.

Dat Hagoort de prijs ook krijgt voor zijn leiding van het F.C. Donders Centrum verrast overigens niet. In de externe evaluatie van Hagoorts centrum, die eind vorig jaar verscheen, wordt zijn leiderschap namelijk zó sterk geprezen dat je bijna zou gaan twijfelen aan de onafhankelijkheid van de commissie (onder leiding van de Californische hoogleraar Marta Kutas, die trouwens in 1980 het bovengenoemde N400-effect ontdekte). Hagoort is volgens de commissie `duidelijk een uitermate georganiseerde, gedreven, praktische, gedisciplineerde, nieuwsgierige, charismatische en energieke leider' die zijn Centrum in korte tijd internationaal prestige heeft gegeven.

Op een meer aardse wijze komt tijdens het gesprek Hagoorts leiderschap aan de orde als de koffie wordt geserveerd. Die is namelijk verrassend goed en wordt zelfs geschonken in een echt kopje! Dat gebeurt niet vaak in de universitaire wereld. ``Maar koffie is héél belangrijk!'', reageert Hagoort onmiddellijk. ``De koffiemachine moet goed zijn, en er moet ook een lekkere bank bij staan om even op te zitten. Dat soort ongezochte gelegenheden om elkaar te ontmoeten zijn van groot belang in de wetenschap. Je moet met elkaar kletsen. In de inrichting van dit gebouw hebben we daar veel moeite voor gedaan. We hebben ook expres alle onderzoeksgroepen door elkaar gegooid. Dan zie je nog eens iemand anders, met mensen uit je eigen groep praat je toch wel. En het tafelvoetbalspel en de tafeltennistafel staan er ook niet voor niets.''

Wat is volgens u de belangrijkste ontwikkeling in de neurowetenschappen van dit moment?

Hagoort: ``Dat het aloude idee van de gescheiden modules in het brein wordt aangetast. Je hebt het ook gezien bij de taalmodule: daar sluipt dus voortdurend andere informatie bij in. Het is niet zo dat het brein één pot nat is, maar het is ook niet zo dat de modules strikt gescheiden zijn. De informatie wordt heel snel uitgewisseld. Zo groot is inmiddels de omslag dat nu eigenlijk de vraag is of er überhaupt nog een autonome fase in de verwerking van de verschillende signalen is in de hersenen. Natuurlijk is die er, maar waar ligt de grens? De verschillende signalen (zien, horen, ruiken) zijn niet volkómen doordringbaar voor betekenis uit de andere signalen. Anders zouden er bijvoorbeeld geen visuele illusies zijn die ook blijven bestaan als je weet dat het een illusie is.

``Je ziet de menging van verschillende domeinen op onverwachte momenten. Er is interessant onderzoek naar het placebo-effect. Proefpersonen moeten hun vinger in koud water houden, dat is behoorlijk pijnlijk. Sommigen krijgen een pijnstiller, anderen een placebo. En wat zie je bij mensen bij wie die placebo aanslaat? Precies dezelfde specifieke hersenactiviteit als bij de mensen met een werkzame pil! Cognitie grijpt in op een veel lager niveau dan voorheen gedacht. Het lijkt erop dat tamelijk basale hersenprocessen niet alleen bepaald worden door een somatic marker, een lichamelijk kenmerk, maar ook kunnen worden beïnvloed door een cognitieve marker: een idee. Uiteraard is dat idee zelf ook in het brein verankerd.

``Maar niet alleen functioneel worden de verschillende domeinen al in een heel vroeg stadium gemengd, ook in de anatomie bestaan er in de hersenen geen gebieden met maar één functie. Het beroemde gebied van Broca speelt een belangrijke rol in de grammaticale verwerking, maar óók in het herkennen van handelingen en het begrip van complexe patronen. In het visuele systeem is een apart gebiedje bekend dat actief is bij gezichtsherkenning. Een ander gebiedje is actief bij objectherkenning. Maar inmiddels weten we dat het objectgebiedje ook actief is bij gezichtsherkenning en andersom, alleen minder intensief.''

Waar komt toch die neiging vandaan om overal aparte modules voor te bedenken?

``Je moet het zo zien: toen de hersenscans in 1992 begonnen, ontstond er in feite eerst een nieuwe frenologie. Net als in de negentiende eeuw werden voortdurend gespecialiseerde hersengebieden `ontdekt'. Je legde iemand in een scan, liet hem wat doen, en je haalde al snel Science of Nature. In feite was dat vaak slecht onderzoek. Je moet nu veel zorgvuldiger bepalen wat je meet. Neem taal, mijn vakgebied. Je moet eerst bepalen wat je gaat onderzoeken. Klank? Betekenis? Grammatica? Ok, en vervolgens moet je dat fenomeen isoleren. Dat valt niet mee. Maar het kan wel.

Hoe dan?

``Bijvoorbeeld, om grammaticale productie te meten hebben we laatst proefpersonen simpele filmpjes laten zien met driehoeken die vierkanten wegstoten. Alle proefpersonen zien hetzelfde, ze gebruiken in hun beschrijving ook dezelfde woorden. Sommigen formuleren grammaticale zinnen, anderen alleen losse woorden. `De rode driehoek stoot de blauwe vierkant weg' of `Driehoek rood, vierkant blauw, wegstoten'. De hersenactiviteit van de tweede groep trek je af van de eerste, en dàn pas ga je kijken wat er overblijft. Dat zal toch wel de grammaticale activiteit zijn. En dan vinden we dus een heel netwerk, waarin ook wel dat beroemde gebied van Broca zit, maar óók allerlei aangrenzende gebieden.

``Sinds een paar jaar wordt er dan ook niet meer gedacht in hersengebieden maar in netwerken van gebieden, met voor iedere functie een ander netwerk van gebieden. Gebieden functioneren in verschillende netwerken. Binnen zo'n netwerk is zo'n gebied wel gespecialiseerd, maar dat is nooit een absolute specialisatie. Want het is ook actief in heel andere netwerken.

Om maar eens een andere centrale kwestie aan te pakken: wat is volgens u bewustzijn en wat heb je er aan?

``Heel veel gedrag gebeurt zonder bewustzijn. Heel veel processen zijn ontoegankelijk voor het bewustzijn. In die zin heeft Freud toch op een onverwachte manier gelijk gekregen. Ik kan echt wel van hier naar de deur lopen zonder bewustzijn. Slaapwandelaars doen het. Toch hebben we bewustzijn. Waarom? Wie het weet mag het zeggen, maar mijn speculatie zou zijn dat we bewustzijn nodig hebben voor onze complexe sociale verhoudingen. Om goed met anderen om te gaan beschikken wij over een `theory of other minds': de intuïtie dat andere mensen een innerlijk leven hebben. Zo kunnen we hun gedragingen veel beter begrijpen en voorspellen. En dus hebben we ook besef nodig van onze eigen innerlijke roerselen.

``Het grote probleem van wetenschappelijk onderzoek naar bewustzijn is volgens sommigen dat je wel kunt bepalen welke hersenactiviteit nodig is om bewustzijn te hebben, maar dat is nog geen verklaring voor de subjectieve ervaring. Waarom voelt pijn als pijn? Geen idee. In de wetenschap kun je wel het zogenoemde toegangsbewustzijn onderzoeken. Dat is het bewustzijn waarover je verbaal kunt rapporteren. Je zegt wat je ziet, of wat je denkt. Dan kom je een heel eind als je dat wetenschappelijk gaat ontrafelen. Maar het fenomenale bewustzijn, de subjectieve ervaring, kun je niet uitdrukken in formules. Dat blijft subjectief en is dus niet te onderzoeken. Veel neurowetenschappers beschouwen dit subjectieve, fenomenale bewustzijn als een bijverschijnsel. Maar de meningen hierover lopen heftig uiteen.

``Zo lang je geen goede theorie hebt over wat je zoekt, kun je ook niet goed naar het brein kijken. Ik kreeg laatst een verzoek van BNN, in verband met een tv-programma over intelligentie. Ze wilden mij in 15 seconden laten aanwijzen wáár intelligentie zat, in het brein. Dat heb ik geweigerd. Je zult toch eerst een goed omschreven theorie van intelligentie moeten hebben. Ik kan iets zeggen over het werkgeheugen in het brein, maar verder is intelligentie een slecht gedefinieerd begrip. Je kunt er niet naar zoeken.

``Een mooi voorbeeld van hoe de theorie het hersenonderzoek bepaalt en beperkt is het werk van de negentiende-eeuwers Wernicke en Broca, die keken naar taal in het brein. In die tijd werd taal beschouwd als losse woorden. Ze keken dus alleen maar naar het woordcentrum. Daar zit dus de taal! Wij weten nu dat taal véél meer is dan woordbetekenis: grammatica, intonatie, invloed van niet-talige kennis. Je moet eerst een beeld hebben van de cognitieve architectuur voordat hersenonderzoek zin heeft. Bij bewustzijn is er nog geen sprake van een goede alomvattende theorie. En dus weet je veel minder goed waar je in het brein naar moet kijken.''

En wat is de grootste onzin in de neurowetenschappen?

``Het idee dat er één kapitein op het schip van de geest is. Dat er een mannetje of een specifiek hersendeel of wat ook in ons hoofd zit die alle signalen van buiten ontvangt en vervolgens besluit wat er moet gebeuren. Zoiets bestaat niet. Die gedachte is slechts een erfenis van de oude scheiding tussen lichaam en geest. Daarin gelooft niemand meer in de neurowetenschap. Er is geen niet-materiële substantie die `van buiten' op het brein inwerkt. Geest is een zeer complexe organisatie van de materie. Zoals de Nederlands-Duitse fysioloog Jacob Moleschott het al in de negentiende eeuw zei: `Ohne Phospor kein Gedanke'. Zonder fosfor ook geen geloof, hoop en liefde. Maar ja, daarmee heb je die verschijnselen niet verklaard. Daarmee beginnen de problemen pas! En over de vrije wil spreken we wel een andere keer. Want misschien is de gedachte van de vrije wil ook wel een soort placebo die als een idee, een cognitieve marker, van binnenuit het brein verandert!''