Aan iemands hersenactiviteit kun je zien of die persoon jou begrijpt. Het onderzoek van Marlies Gillis biedt uitzicht op beter afgestelde gehoorapparaten en inzicht in comapatiënten.
Het regent pijpenstelen, maar toch is Marlies Gillis met de fiets van Brussel naar Leuven gekomen, naar de campus Gasthuisberg van de KU Leuven. ‘Ik probeer minstens een keer per week naar het werk te fietsen’, zegt ze. Gillis heeft een verleden als wielrenner; ze heeft in wedstrijden gestreden met kampioen Lotte Kopecky. Ze schopte het zelfs tot provinciaal kampioen. Toch droomde ze niet van een leven als profwielrenner. ‘Ik had geen talent’, klinkt het nuchter. ‘Ik ben vooral zo ver geraakt omdat ik veel trainde en zelfdiscipline had.’
Dat doorzettingsvermogen heeft haar wellicht gebracht waar ze vandaag zit. Haar verdediging is de laatste horde die Gillis nog moet nemen om zich doctor te mogen noemen. Ze zocht en vond een manier om te achterhalen of mensen taal begrijpen. Haar onderzoek liep in het begin niet van een leien dakje. ‘Initieel wilde ik een Engelstalig onderzoek overdoen in het Nederlands’, zegt ze. ‘Maar dat lukte maar niet, wat ik ook probeerde. Dat was erg frustrerend. Er zijn veel momenten geweest dat ik ermee wilde stoppen. Ik twijfelde heel hard aan mezelf.’ Die twijfels probeerde ze bewust te delen met haar collega’s. ‘De academische wereld zit vol met perfectionisten. Iedereen is bang om te falen. We moeten beseffen dat we niet gelijkstaan aan ons project. Als het slecht gaat met je onderzoek, hoef je je daarom zelf niet slecht te voelen.’
Na een jaar zoeken en proberen besloot Gillis het over een andere boeg te gooien. Toch zal ze nu, na vier jaar en zeven maanden, helemaal klaar zijn met haar doctoraat.
Koffie met zout
‘Onze maatschappij steunt op taal, en ik heb alles wat wij via onze oren binnenkrijgen – ook muziek – altijd heel interessant gevonden.’ Als je naar taal luistert, hoor je niet alleen geluid, maar ook betekenis. Om een gesprek te kunnen voeren, moet je taal heel snel en efficiënt verwerken. Daarom maken we voortdurend onbewust voorspellingen over wat iemand zal zeggen. Zegt iemand bijvoorbeeld ‘Een koffie graag, met melk en …’ Precies: dan denk jij ‘… suiker’. Maar wat als er dan ‘… zout’ zou volgen? Dan klopt de voorspelling niet, en reageren onze hersenen verbaasd – iets wat in het jargon een N400-respons heet. Die respons treedt op ongeveer vierhonderd milliseconden nadat je het ‘vreemde’ woord hebt gehoord. Het is een teken dat je ook begrijpt wat je hoort. Want als je nonsens hoort, kun je ook niet verrast worden.
Precies die N400-respons heeft Gillis kunnen waarnemen via EEG-metingen van de hersenactiviteit tijdens het luisteren naar natuurlijke taal. ‘We zien dan een negatief golfje in de elektrische activiteit. Hoe meer verrassing er is, hoe dieper dat negatieve golfje. Dat gebeurt trouwens continu, ook terwijl je luistert naar perfect normale zinnen, en niet alleen als je vreemde dingen hoort zoals ‘koffie met zout’.’
‘Ik wil de word surprisal onderzoeken bij kinderen met dyslexie, omdat we vermoeden dat die bij hen anders is’
Gillis vond dat het N400-golfje inderdaad aangeeft dat je taal begrijpt. Het is dus geen hersenreactie op de intonatie van een stem, het volume of het begin van een woord. Als we taal horen, wordt geluid omgezet van drukgolven naar elektrische golven. Na vijftien milliseconden is op een EEG al een signaal te zien dat het geluid is aangekomen in de hersenstam. Na honderd tot tweehonderd milliseconden is te zien dat ook de auditieve hersenschors erbij betrokken raakt. Pas daarna hakken onze hersenen de akoestische brij die ons hoofd binnenkomt op in betekenisvolle eenheden – en daar zit dan het piekje van word surprisal, na vierhonderd milliseconden.
In een eerste experiment met een twintigtal proefpersonen kon Gillis aantonen dat het piekje van word surprisal een bruikbare tool is voor haar onderzoek. Vervolgens ging ze na wat er gebeurt als mensen taal niet begrijpen. Blijft de N400-respons dan achterwege? Ze liet opnieuw een twintigtal proefpersonen luisteren naar versnelde of vertraagde spraak, waarbij de snelle spraak al gauw onverstaanbaar werd. In een derde experiment moesten weer een twintigtal andere Nederlandstaligen luisteren naar een Nederlandse tekst, een Friese tekst en een tekst waarbij Nederlandse woorden willekeurig door elkaar waren gegooid. Het was duidelijk: de N400-respons was er alleen bij de tragere, verstaanbare spraak en de Nederlandse tekst. Niet bij de versnelde spraak, de Friese tekst of de nonsenstekst. Als je taal niet begrijpt, dan kun je geen voorspellingen doen en word je ook niet verrast. Het piekje is dus een teken dat je de ander begrijpt.
Slimme gehoorapparaten
Voorlopig is de respons moeilijker te detecteren bij zestigplussers. ‘En we kunnen hem ook enkel zien op groepsniveau’, zegt Gillis. ‘En nog niet als we één enkele persoon onderzoeken. We werken erop voort om dat uiteindelijk wél te kunnen.’
Als dat lukt, liggen concrete toepassingen in het verschiet. ‘Je zou gehoorverlies en taalbegrip bij jonge kinderen makkelijker kunnen testen, omdat je hen gewoon naar taal kunt laten luisteren. Je hoeft geen taakinstructies te geven en ze hoeven ook niet per se voortdurend aandachtig te zijn. Je kunt ook denken aan mensen met de taalstoornis afasie (wat voorkomt na een beroerte, red.), of aan mensen in coma.’
Er wordt vaak gezegd dat het belangrijk is om tegen comapatiënten te blijven praten. Het lijkt of dat geen zin heeft omdat ze niet reageren op wat je zegt, maar misschien begrijpen ze je wel. Dat zou met dit soort test nagegaan kunnen worden.
Ook mensen met een gehoorapparaat zouden op termijn kunnen profiteren van Gillis’ onderzoek. ‘Zelfs met een gehoorapparaat kan het moeilijk zijn om mensen te begrijpen, bijvoorbeeld op een druk feestje’, zegt Gillis. ‘Als het toestel zou weten naar wie je luistert, én dat je die niet begrijpt, dan zou het enkele parameters kunnen aanpassen tot uit de hersenrespons blijkt dat je je gesprekspartner wél begrijpt.’ Dat zou bijvoorbeeld kunnen via een sticker achter het oor, of een in ear EEG – ‘een soort oordopje dat hersengolven kan meten’. ‘Dat is allemaal nog toekomstmuziek, maar er wordt wel al aan gewerkt.’
Wat de toekomst voor Marlies Gillis zelf inhoudt, weet ze nog niet. ‘Ik wil heel graag de word surprisal onderzoeken bij kinderen met dyslexie, omdat we vermoeden dat die bij hen anders is dan bij kinderen zonder dyslexie.’
Marlies Gillis is op het vlak van dyslexie trouwens een ervaringsdeskundige. ‘Ik heb het nog steeds moeilijk met schrijven, bijvoorbeeld als ik een e-mail moet sturen naar een prof. Maar dat houdt me niet tegen. Ik gebruik heel wat hulpmiddelen, voor mijn schrijfstijl, grammatica en om dt-fouten te detecteren.’
Het is spannend afwachten of haar onderzoeksvoorstel financiering zal krijgen. ‘Als ik geen beurs krijg, dan is het geld op. Ons lab heeft geen funding meer. Wat ik dan ga doen? Geen flauw idee…’ Voor die onzekerheid is fietsen alvast een prima uitlaatklep.
