Rijtjes stampen met je hoofd onder stroom

Met maar twintig minuten stroom tijdens de training leerden proefpersonen sneller geheime cijfercodes.

Hersenstimulatie is terug van weggeweest.

U moet een geheime cijfercode leren? Doe dan als volgt. Plaats een elektrode linksboven op uw achterhoofd. Neem nu een tweede elektrode en plaats die rechtsboven op uw achterhoofd. Zet de stroom aan. U voelt hooguit een lichte tinteling, maar die verdwijnt snel. Pak de opgaven erbij en ga aan de slag. Na een minuut of twintig kunt u de stroom uitschakelen.

Dit werkt. Vrijdag beschreven neurowetenschappers van Oxford University hoe ze lichte elektrische hersenstimulatie gebruikten om gezonde mensen een ingewikkelde cijfercode te leren. Mensen zonder hersenstimulatie deden daar vijf of zes dagen over; mét elektroden lukte het al in vier dagen, schrijven ze in Current Biology. De gedachte dringt zich op dat scholieren ooit hun huiswerk maken met vier draadjes aan hun hoofd. Twee van de iPod, twee voor de hersenstimulatie.

„Ik schat dat mensen de helft van de inspanning nodig hebben om hetzelfde te leren met elektrische hersenstimulatie”, zegt prof. Lisa Marshall. Marshall, hoogleraar aan de Universiteit van Lübeck in Duitsland, werkt ook met deze hersenstimulatie maar was niet bij de Britse studie betrokken.

De techniek die de Britse onderzoekers gebruikten, is extreem simpel: stuur een stroom door de hersenschors. Er is niet meer voor nodig dan een batterij, snoeren en twee natte sponsjes voor de elektroden. In de negentiende en het begin van de twintigste eeuw werd zo gepoogd om mensen van hun ‘melancholie’, hun depressie af te helpen. De effecten werden destijds niet systematisch onderzocht. Toen kwam elektroshocktherapie (krachtige, korte stroomstoten) en later de psychiatrische medicijnen. En zo raakte stroomstimulatie na de jaren 1960 in de vergetelheid.

Maar allerlei vormen van hersenstimulatie komen weer terug in het onderzoek. Bij ‘gelijkstroomstimulatie via de schedel’ (transcranial direct current stimulation, tDCS) wordt een lichte stroom van één of twee milliampère door de hersenschors gestuurd, met onvermoede effecten. Er zijn depressieve mensen en patiënten met chronische pijn die ervan opknappen, staat in een overzicht in Neuropsychologia van augustus. Maar vooral worden er effecten gezien bij het leren van bewegingen, bij het onthouden van woorden en nu dus bij een taak met cijfers.

Het was wel doorzetten voor de vijftien studenten die meededen aan het onderzoek van Roi Cohen Kadosh (Oxford). Ze kregen anderhalf tot twee uur per dag symbolen te zien. Die stelden elk een cijfer voor van 1 tot 9, maar dat werd de studenten niet verteld. Wel moesten ze steeds weer raden welke van twee symbolen ‘hoger’ was, en zo kregen ze uiteindelijk een gevoel voor wat de symbolen betekenden. Twintig minuten hersenstimulatie tijdens de training versnelde het leren. De studenten kregen de cijfercode trouwens niet beter onder de knie dan niet-gestimuleerde proefpersonen.

Hoe het werkt, is bekend uit dierexperimenten. De elektrische stroom maakt hersencellen gevoeliger voor prikkels, doordat de balans van geladen deeltjes binnen en buiten de cel verandert. Als de stroom de andere kant op loopt, wordt de activiteit juist zwakker. „Dat gebeurt vooral bij cellen die al actief zijn”, benadrukt Cohen Kadosh – zo wordt alleen de ‘nuttige’ hersenactiviteit versterkt. Ook is er een effect op bepaalde neurotransmitters, signaalstoffen in het brein.

Hoe dan ook: wie hersenstimulatie wil toepassen, moet dus weten welk deel van de hersenschors actief is tijdens een bepaalde taak. „Je moet stimuleren tijdens oefening”, benadrukt Cohen Kadosh. In Nederland publiceerde psycholoog Meinou de Vries vorig jaar met Duitse collega’s een vergelijkbaar onderzoek, in het Journal of Cognitive Neuroscience. De Vries liet proefpersonen een kunstmatige grammatica leren met een elektrode bovenop het taalgebied van Broca, bij de linkerslaap. Ook dat hielp: de mensen mét hersenstimulatie hadden 72 procent van de opgaven goed, de controlegroep 66 procent.

Het is zelfs mogelijk om de hersenen tijdens de diepe slaap te stimuleren, als het brein bezig is om geleerde informatie permanent op te slaan. Lisa Marshall uit Lübeck demonstreerde dat al in 2004, bij studenten die woordjes uit hun hoofd moesten leren. Zo komt elektrische hersenstimulatie wel erg dicht bij ‘leren door een boek onder je kussen te leggen’.

Maar Marshall is voorzichtig over de praktijk. „We weten nog niet hoe lang de stimulatie effect heeft.” Minstens drie maanden, bleek uit een enkel onderzoek – maar verder is dat nauwelijks onderzocht. Zij en andere wetenschappers vinden tDCS vooral handig voor studies naar de werking van de hersenen: het is niet duur, het doet geen pijn en het lijkt schadeloos, ook bij herhaald gebruik.

Voor praktische toepassing is het te vroeg, zegt ook onderzoeker Cohen Kadosh. „We weten niet of er bijwerkingen zijn op de lange termijn.” En toch probeert hij nu al hersenstimulatie uit bij mensen met een rekenstoornis (dyscalculie). Zij zouden zo de waarde van échte getallen kunnen leren, net zoals de studenten dat met abstracte symbolen deden. „Dat ziet er veelbelovend uit, maar we hebben pas twee patiënten getest.”