Peuterbrein slaat liedjes snel op

Hersenwetenschap Hersenactiviteit meet je het best met een fMRI-scanner, maar hoe houd je daarin een peuter rustig? Door een truc met slapen en liedjes.

De hippocampus van slapende peuters wordt actief als ze een net geleerd liedje horen – ook al dit achterstevoren wordt afgespeeld. Foto Istock

Bij tweejarige kinderen is de hippocampus al op dezelfde manier actief als bij volwassenen: grotere activiteit als zij zich iets goed herinneren dan wanneer zij zich iets niet helemaal goed herinneren. Dit is deze week gepubliceerd in het tijdschrift PNAS.

De ontdekking biedt een anatomische onderbouwing aan wat met psychologisch onderzoek al is vastgesteld: dat in deze fase van de menselijke ontwikkeling het episodisch geheugen ontstaat, het vermogen om samenhangende herinneringen aan persoonlijke gebeurtenissen te onthouden. De oudste betrouwbare persoonlijke herinneringen gaan ook niet verder terug dan het derde levensjaar.

Het is uitzonderlijk dat wetenschappers er in slagen om met hersenscans bij zulke jonge kinderen dit soort geheugenonderzoek te doen. Het geldt als vrijwel onmogelijk om jonge kinderen taakjes te laten doen terwijl ze in een lawaaiige fMRI-hersenscanner liggen – de normale manier waarop dit soorten hersenfeiten worden vastgesteld. Maar het team onder leiding van Janani Prabhakar Simona Ghetti (beiden van de University of California in Davis) hebben daar iets op gevonden. Kern van hun onderzoek-truc is dat ze de jonge kinderen herinneringen laten vormen die worden geassocieerd met bepaalde muziek, waarna ze uiteindelijk slapend in de fMRI weer met die muziek geconfronteerd worden. Slapend omdat ze dan niet bang werden, en belangrijker nog: niet te veel bewogen. Opvallend is dat de peuters even sterk op de aan hun herinnering verbonden muziek reageerde als die achterstevoren werd afgespeeld. Veel herinneringen worden in het hoofd zowel vooruit als achteruit afgespeeld, zo is ook uit dieronderzoek bekend.

Nooit eerder was hippocampusactiviteit gemeten bij jonge kinderen

Nooit eerder is hippocampusactiviteit gemeten in het brein van jonge kinderen. De hippocampus is een zeepaardvormige orgaan onderin iedere hersenhelft dat een belangrijke rol speelt bij de vastlegging van herinneringen. Maar functionele hersenscans bij jonge kinderen zijn op zich niet uniek. Zo is er beroemd onderzoek uit 2002 door de neuroloog Stanislas Dehaene die met fMRI bij slapende drie maanden oude baby’s ontdekte dat hun hersenen al gericht reageerden op taal. En de musicoloog Henkjan Honing wist in 2009 met EEG (met elektrische metingen op de buitenkant van de schedel) zelfs bij pasgeboren kinderen vast te stellen dat ze al prima ritmegevoel hadden.

Experiment

In het huidige onderzoek kwamen in totaal 33 tweejarige jongens en meisjes drie keer spelen in twee kamers op het laboratorium, waarbij iedere kamer een eigen speelfiguur (een hondenknuffel of een teddybeer) had – met verschillend speelgoed en ook een eigen unieke song, die voortdurend op de achtergrond klonk. Om zeker te zijn dat de muziek voor de kinderen nieuw zou zijn werden Afrikaanse slaapliedjes gekozen, in duidelijk verschillende tempo’s en toonsoorten. Die waren vrijwel allemaal afkomstig van de kennelijk onbekende verzamel-cd African Lullaby uit 1999 (Ellipsis Arts).

Na de derde sessie werd het geheugen van de kinderen getest: ze kregen één ‘kamerliedje’ te horen en als afleiding ook één volslagen nieuw Afrikaans slaapliedje waarna hun gevraagd werd of ze wisten bij welke speelfiguur en welke kamer de liedjes hoorden. Ongeveer tweederde kon de juiste kamer bij het goede liedje noemen en tweevijfde de juiste knuffel.

Binnen twee dagen na deze test werden de peuters rond bedtijd door hun ouders weer naar het lab gebracht waar de hersenscanner klaarstond. Hun vertrouwde knuffels waren vooraf gescreend op de aanwezigheid van ijzer, dat tot grote problemen kan leiden bij enorme magneten van de 3 Tesla-fMRI.

In de voorafgaande week waren de kinderen al iedere avond in slaap gevallen met oordoppen én een koptelefoon op waarop ze een uur lang de typische zoemende en bonkende fMRI-geluiden te horen kregen: om vast te wennen. Vijf peuters vielen al in slaap op weg naar het lab, de meeste anderen vielen in slaap in het lab, in speciale bedjes, of op het matrasje in de scanner.

Elf van de in totaal 33 peuters uit het onderzoek vielen overigens af omdat ze op het moment suprême toch niet in slaap vielen. In de scanner kregen de slapende kinderen – boven het lawaai uit – bekende en onbekende liedjes te horen. De mate van activiteit in vooral de rechter hippocampus bleek samen te hangen met de mate waarin het kind twee dagen eerder na de laatste speelsessie de betreffende muziek aan de juiste kamer en knuffel had weten te verbinden. De wetenschapppelijke hypothese was bevestigd, de missie geslaagd. De peuters kregen bij ieder lab-bezoek een boek en na de scansessie 50 dollar.