Het voorspellende brein: de kristallen bol in je hoofd

Je kijkt op een scherm naar een ronddraaiend masker, bol aan de voorkant, hol aan de achterkant. De neus steekt uit, de lippen zijn licht getuit, de ogen lijken die van een dodenmasker. Op het moment dat je verwacht de achterkant van het masker te zien, zie je opnieuw de voorkant voorbij draaien. Vreemd. Het lukt je hersenen maar niet om het masker van de achterkant, de holle kant, te zien.

Dit is een van de vele illusies die aantonen dat het brein al een verwachting heeft van wat het gaat zien. Anderzijds illustreert deze illusie ook hoezeer ons brein is voorgeprogrammeerd om gezichten op te merken. Gezichten zijn zo belangrijk voor de mens dat we zelfs in twee puntjes en een haakje al een lachend gelaat herkennen. We kunnen gezichten ontwaren in wolken, rotspartijen, in het maanoppervlak, ja, in wat dan ook.

'Zien doen we veel meer met ons brein dan met onze ogen,' zegt Floris de Lange, hoogleraar waarneming en cognitie aan de Radboud Universiteit Nijmegen. 'Dat is heel anders dan de passieve manier waarop een camera beelden ziet. Het brein registreert beeld, geluid of tast niet op een passieve manier, maar het speelt een actieve rol. Het gebruikt interne modellen die de directe waarneming interpreteren. Dat is handig. Zo stellen die modellen ons in staat om ons dingen voor te stellen, ook als je ze op dat moment niet waarneemt. Modellen geven ons brein verbeeldingskracht. Modellen maken van het brein een voorspellingsmachine.'

Grand Unified Theory

Dat het brein een voorspellingsmachine is, is een krachtige en aan populariteit winnende hypothese binnen de cognitieve neurowetenschappen. De Britse onderzoeker Karl Friston van University College London heeft het idee zelfs in een wiskundige formule gegoten waarvan hij hoopt dat het uiteindelijk de Grand Unified Theory van het brein blijkt te zijn: het hele brein, alle gedachten, emoties en herinneringen, in één formule.

Floris de Lange is de eerste wetenschapper die een hoofdrol speelt in de nieuwe wetenschapsserie Grote vragen van de VPRO. Veel van zijn onderzoek richt zich op de rol van het brein als voorspellingsmachine bij het waarnemen van de buitenwereld.

Wat gebeurt precies waar?

De Lange probeert om uit te vogelen hoe de voorspellingen van het brein op neurobiologisch niveau tot stand komen. Wat gebeurt er precies waar? Laat proefpersonen bijvoorbeeld eerst bij herhaling een reeks plaatjes in de volgorde A, B, C, D zien terwijl ze in een hersenscanner liggen. Al snel herkent hun brein de regelmatigheid.

'Maar zodra we die volgorde veranderen,' zegt De Lange, 'bijvoorbeeld in A, B, D, C zien we dat het brein ineens veel actiever wordt bij het zien van D. Ook zien we dat als proefpersonen een bepaald plaatje verwachten te gaan zien, hun brein als het ware al een soort afdruk in de visuele hersenschors aan het maken is, nog voordat het plaatje wordt getoond. Dan zien we het voorspellende brein letterlijk in actie.'

De eerste aflevering van Grote Vragen is donderdagavond 10 september om 22.15 uur te zien om NPO 2.

Floris de Lange was eerder te gast bij Nieuws en Co om te vertellen over de documentaire 'Ik ben er even niet':

Luister ook:

Dit is een verkorte versie van een artikel uit de VPRO Gids. Het hele artikel is hier te lezen.

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Dagelijks tussen 17.00 en 18.30 uur in Nieuws en Co
Iedere werkdag van 02.00 tot 04.00 uur in Focus
En wanneer je maar wil in podcast Focus Wetenschap