Wat is de zin?

De klassieke taalgebieden van Broca en Wernicke in de hersenen hebben mogelijk een heel andere functie dan werd aangenomen. Taalbegrip en -productie blijken door elkaar te lopen.

DE NIJMEEGSE taalonderzoeker Marco Haverkort vertelt hoe hersenonderzoek vroeger in zijn werk ging: ``Als een bepaald deel van de hersenen beschadigd raakt en afsterft, dan wordt het in de bloedbanen afgevoerd. Je houdt op die plek een holte over, die zich vult met het cerebrospinale liquor, de vloeistof waar de hersenen in drijven, die als het ware een soort bescherming biedt tegen het al te hard tegen die schedel aanbeuken. Overlijdt de patiënt, dan kan de schedel worden opengemaakt en kunnen de hersenen bekeken worden: op de plaats van het hersenletsel zit dan een gapend gat.''

Zo ging het dus ook bij monsieur Leborgne, de beroemde afasie-patiënt van de negentiende-eeuwse hersenonderzoeker Paul Broca. Monsieur Leborgne had een ernstige taalstoornis: hoewel hij vrij goed begreep wat andere mensen zeiden, kon hij zelf alleen maar `tan' zeggen. ``Broca heeft de hersenen van Leborgne na diens dood opengesneden'', vertelt Haverkort. ``Hij vond een groot gat in de linkerhersenhelft, ongeveer boven de linkerslaap.''

``Nee!'', zegt dan collega-onderzoekster Laurie Stowe van de universiteit van Groningen. ``Niet waar!''

Haverkort: ``Laurie, dat staat in ieder handboek.''

Stowe: ``Broca heeft hem nooit opengesneden. Hij wist niet precies hoe diep dat gat was.''

``Oké'', zegt Haverkort. ``Het gat bleek later groter te zijn dan Broca had beweerd.''

Het gat in de hersenen van monsieur Leborgne ontbrak, heet nu `het gebied van Broca': het zou een belangrijk deel van het menselijk taalvermogen bevatten. Broca publiceerde erover in 1861. Tien jaar later beschreef Carl Wernicke een andere taalstoornis: hij had een patiënt die er vrolijk op los praatte, maar niet veel begreep van wat anderen zeiden. Toen deze patiënt overleed, bekeek Wernicke diens hersenen en ontdekte opnieuw een gat in de linkerhersenhelft, maar nu meer naar achter, op de plaats die daarna het `gebied van Wernicke' ging heten.

Over de functie van deze twee gebieden, die in wetenschappelijke spreektaal meestal kortweg worden aangeduid als `Broca' en `Wernicke', is veel gespeculeerd. Broca zou vooral de productie van taal ondersteunen, Wernicke het begrijpen van taal. Er waren ook geleerden die dachten dat Broca de syntaxis (zinsbouw) regelde en Wernicke de semantiek (betekenis).

herhalen

Wat is daarvan waar? Wachten tot de patiënt overlijdt hoeft niet meer sinds er hersenscans zijn, waarop te zien is waar (ongeveer) bij het uitvoeren van een linguïstische taak hersenactiviteit optreedt. Het eerste neurolinguïstische onderzoek met PET-scans, in 1989, leek de klassieke ideeën over Broca en Wernicke te bevestigen: luisteren naar een woord activeerde Wernicke (begrip!), het woord hardop herhalen activeerde Broca (productie!). Sindsdien zijn er veel van dit soort onderzoeken gedaan (tegenwoordig vooral met fMRI-scans) en het aardige is dat deze vervolgresultaten, anders dan bij het allereerste onderzoekje het geval was, de klassieke ideeën over de gebieden van Broca en Wernicke op losse schroeven lijken te zetten.

Omdat dit type onderzoek weinig bekendheid geniet onder taalkundigen, schreven Laurie Stowe en Marco Haverkort er samen met Frans Zwarts een stevig artikel over voor het tijdschrift Lingua, met de titel `Rethinking the neurological basis of language'.

``In dit soort experimenten worden altijd twee taken met elkaar vergeleken'', legt Haverkort uit. ``Je probeert ervoor te zorgen dat die taken minimaal van elkaar verschillen, zodat je het verschil in hersenactiviteit kunt relateren aan precies dat ene minimale verschil.''

Het lijkt zo simpel. Laat iemand losse woorden lezen. Laat haar daarna een zin lezen. Het verschil in hersenactiviteit toont waar in de hersenen de syntaxis wordt geïnterpreteerd, want syntaxis is het verschil tussen losse woorden en een zin.

``Het is allesbehalve simpel'', zegt Laurie Stowe. ``Als je zo'n vergelijking bedenkt maakt je allerlei aannamen. Bijna alles waarvan je in eerste instantie denkt `dat zal wel een minimaal verschil zijn' blijkt altijd ietsje ingewikkelder te zijn dan je zou willen.''

In de vergelijking `woorden lezen' versus `zinnen lezen' zit volgens Stowe een addertje onder het gras: ``Het kan zijn dat de hersenen bij het lezen van losse woorden toch proberen die woorden in een syntactische structuur te zetten. Het deel van de hersenen waar de syntaxis verwerkt wordt, zal dan juist extra actief zijn, omdat er veel moeite wordt gedaan voor iets wat uiteindelijk niet lukt.'' Inderdaad blijkt het gebied van Broca, waarvan vaak gedacht wordt dat daar de syntaxis zetelt, bij het lezen van losse woorden actiever te zijn dan bij het lezen van simpele zinnen.

vergelijking testen

Stowe: ``Vervolgens hebben de onderzoekers gedacht: we gaan een betere vergelijking testen, we gaan makkelijke met moeilijkere zinnen vergelijken. Bij syntactisch ingewikkeldere zinnen blijkt er dan in Broca inderdaad meer activiteit te zijn. Maar bij reeksen losse woorden dus ook. De vraag is: heeft dat met syntaxis te maken, of is er een andere verklaring voor? Dat gebiedje in Broca doet iets voor de syntaxis, maar wat precies?''

Laurie Stowe en Marco Haverkort vergeleken 45 taal-hersenscan-onderzoeken die tussen 1989 en nu gedaan zijn, en legden daar nog eens 15 andere onderzoeken naast, waarin eveneens meer hersenactiviteit in Broca (en soms Wernicke) werd geconstateerd, maar zonder dat er taal aan te pas kwam.

Een duidelijke rolverdeling tussen de gebieden van Broca en Wernicke komt daar niet uit, jammer genoeg. De minimale verschillen tussen de linguïstische taken leiden bijna nooit tot een verschil in hersenactiviteit in slechts één gebied. Bijna altijd gaat het om meerdere gebieden tegelijk, en dan niet alleen Broca en Wernicke, maar ook andere gebieden, zowel in de linker- als in de rechterhersenhelft.

Dat is een reden om meer in netwerken te gaan denken, vinden Stowe en Haverkort. ``Netwerken waarbinnen Broca en Wernicke inderdaad belangrijke gebieden zijn, maar misschien een heel andere functie hebben dan we dachten'', zegt Haverkort.

Om meer te weten te komen over de functie van het gebied van Broca, ontwierpen Haverkort en Stowe het volgende hersenscan-onderzoek: ze vergeleken het lezen van gewone zinnen met het lezen van zinnen waarin de lezer op het verkeerde been wordt gezet zogeheten `intuin-zinnen'.

Bijvoorbeeld de zin: `Ze kunnen bakken met zulk deeg niet verplaatsen.' De lezer zal bakken eerst als werkwoord interpreteren, maar komt er verderop in de zin achter dat dat geen begrijpelijke interpretatie oplevert en hij zal bakken dan herinterpreteren als zelfstandig naamwoord en een nieuwe syntactische structuur bouwen. Vergelijk je het lezen van zo'n intuin-zin met het lezen van een gewone zin van dezelfde syntactische complexiteit, dan zie je dat de intuin-zin meer activiteit veroorzaakt in Broca.

De verklaring zou kunnen zijn: het vermogen tot syntaxis zit in Broca. ``Maar'', zegt Stowe, ``dat gebiedje in Broca blijkt ook actief te zijn bij de verwerking van muziek en van complexe motoriek. Wij vermoeden daarom dat in Broca een soort werkgeheugen zit dat niet-taalspecifiek is. Als je een bepaalde sequentie wilt bewerken, moet je alle delen tegelijk kunnen bewerken en het lijkt erop dat Broca dat doet.''

Haverkort: ``Dit idee sluit heel goed aan bij de adaptatietheorie, die al langer bestaat en een alternatieve verklaring geeft voor het gedrag van patiënten met de afasie van Broca: mensen die in simpele zinnetjes spreken, zonder al te veel grammatica. De klassieke theorie zegt: die patienten hebben bepaalde syntactische kennis niet meer. De adaptatietheorie zegt: nee, ze hebben die kennis nog wel, maar ze hebben een te beperkt werkgeheugen. Dat verwerken gaat daardoor een stuk langzamer, dus raken ze in de problemen. Ze simplificeren die structuur, ze laten alle grammaticale woordjes weg en vervoegen het werkwoord niet, zodat ze die zinnen aankunnen.''

losse woorden

Stowe en Haverkort experimenteerden ook met een ander type intuin-zinnen: daarin werd gespeeld met de semantische ambiguïteit van zelfstandig naamwoorden. De zin `De ezel stond in de schuur te rotten' blijkt minder gemakkelijk verwerkt te worden dan `De ezel stond in de schuur te eten'. In de eerste zin gaat de lezer aanvankelijk uit van het dier, want dat is de meest gangbare betekenis, die ook het best past bij de woorden die er direct omheen staan (schuur, in de schuur staan). Maar zodra het woord rotten in beeld komt, moet de lezer zijn interpretatie herzien de ezel blijkt een schildersezel te zijn en de zin ombouwen.

Stowe: ``Als je de verwerking van die zin vergelijkt met die van een gewone zin, dan valt een heleboel hersenactiviteit tegen elkaar weg, zoals de visuele herkenning van die woorden en de basisdingen die je nodig hebt om een zin te kunnen begrijpen. Wat je overhoudt, tenminste dat hopen we, zijn de gebiedjes in de hersenen die in actie komen wanneer je beseft: o, er zijn twee mogelijkheden, ik moet mijn interpretatie construeren vanuit die andere mogelijkheid.''

De hersenscans laten zien dat er een gebiedje in de rechterfrontaalkwab is, dat hier een cruciale rol in speelt. ``Dan zijn er twee mogelijkheden'', zegt Haverkort. ``Het kan zijn dat de hersenen beginnen met de meest voor de hand liggende betekenis en proberen daar een interpretatie uit op te bouwen. Maar het is ook denkbaar dat ze tegelijkertijd beide mogelijkheden verwerken. We hebben daarom een vervolgexperiment gedaan, waarin we zinnen waarin het ambigue woord de dominante, voor de hand liggende betekenis had, vergeleken met zinnen zonder ambiguïteit.''

Ook hier leiden de ambigue zinnen tot meer activiteit in de rechterfrontaalkwab. Haverkort: ``Dus die activiteit heeft niet te maken met het om-organiseren van zinnen, want dat gebeurt hier niet. Blijkbaar heeft het te maken met het beschikbaar houden van alternatieve betekenissen.''

Dus bij het lezen van `De ezel stond in de schuur te eten' wordt in de hersenen de niet-dominante betekenis (schildersattribuut) beschikbaar gehouden? Dat gaat helemaal tegen je intuïtie in. Haverkort: ``Inderdaad, mensen hebben niet het gevoel dat ze beide betekenissen herkennen.''

oever-bank

Dat het toch zo zou kunnen zijn, wordt volgens Laurie Stowe ondersteund door ander onderzoek: ``Als je Engelssprekende proefpersonen achtereenvolgens de woorden money - bank - building laat horen, kunnen ze het derde woord gemakkelijker verwerken dan in de reeks money - bank - river omdat building beter in het rijtje past dan river ook al betekent bank in het Engels zowel bank als oever. Maar het leuke is dat river nog altijd sneller wordt verwerkt dan een ongerelateerd derde woord.''

Dit wijst erop dat in beide gevallen beide betekenissen van bank in de hersenen geactiveerd worden. En blijkbaar gebeurt dat in dat gebiedje in de rechterfrontaalkwab. Stowe: ``Onderzoekers hebben bij experimentjes met visuele herkenning ook meer activiteit gevonden in dat gebiedje. De proefpersonen zagen een gezicht, dat moesten ze onthouden, na een tijdje kregen ze opnieuw een gezicht te zien en moesten ze vertellen of dat hetzelfde gezicht was of niet. De herinnering van gezichten is niet verbaal, en toch blijkt dat hetzelfde gebiedje in de rechterfrontaalkwab daarvoor gebruikt wordt. Dus dat kan gebruikt worden voor taal, maar het is niet taalspecifiek. Het is breed inzetbaar.''

Als taal inderdaad gebruik maakt van allerlei gebiedjes die een veel bredere, niet-taalspecifieke functie hebben, dan is dat moeilijk te rijmen met de `modulaire' benadering van taal, die nog altijd gemeengoed is onder taalkundigen: het idee dat het taalvermogen, of althans de kern ervan, bijvoorbeeld de syntaxis, een onafhankelijk, op zichzelf staand systeem is.

Haverkort: ``Chomsky bijvoorbeeld gaat daar nog steeds vanuit. Voor hem is de syntaxis autonoom. Maar als het inderdaad zo is dat de syntaxis voor een deel geregeld wordt door hersengebiedjes die niet taalspecifiek zijn, dan kun je je afvragen of het wel echt een autonoom systeem is.''

Stowe: ``Het lijkt erop dat de syntaxis wordt geregeld door netwerken van gebiedjes en dat niet al die gebiedjes taalspecifiek zijn.''

Haverkort: ``Het hele brein is een netwerk van allerlei gebiedjes die op allerlei manieren met elkaar verbonden zijn en op die manier complexe taken uit kunnen voeren.''

Stowe: ``De kunst is om beter te begrijpen hoe ze samenwerken en hoe zich dat ontwikkeld heeft.''

Haverkort: ``In een kind, maar ook in de menselijke soort.''

Stowe: ``Marco is meer voor de soort dan ik.''

Haverkort werd twee jaar geleden gekozen tot voorzitter van de Language Origins Society, een internationaal gezelschap van wetenschappers uit verschillende disciplines, die allemaal geïnteresseerd zijn in de evolutie van taal.

Haverkort: ``Vandaar dat ik ook niet vies ben van de vraag: hoe hebben die netwerken zich ooit ontwikkeld?''