‘Ik geloof in de vrije wil, maar het is allerminst een uitgemaakte zaak’, zegt Joseph LeDoux. Een gesprek over gedisconnecteerde hersenhelften, de functie van de amygdala en bewustzijn bij dieren.
Beeld: Marc Vandenbrande
Joseph LeDoux, een pionier in het onderzoek naar hoe emoties werken in het brein, is geboren in Eunice in de Amerikaanse staat Louisiana. Hij behoort tot de Cajuns, een van oorsprong Franstalige bevolkingsgroep uit Canada die in de 18de eeuw naar Louisiana is gevlucht. LeDoux kwam al vroeg in aanraking met dierenhersenen. Zijn ouders hadden een slagerij en de kleine Joseph droeg zijn steentje bij door met zijn vingers de kogels uit de hersenen van de geslachte dieren te halen. Toch zal het nog even duren voor LeDoux ook echt hersenonderzoek doet, want door toedoen van zijn ouders besluit hij om marketing te studeren.
Ledoux (°1949) is een Amerikaanse neurowetenschapper, werkzaam als professor neurowetenschappen en psychologie aan New York University. Hij is ook directeur van het Emotional Brain Institute. Hij behaalde zijn doctoraat in 1977 aan de State University of New York in Stony Brook. Zijn onderzoek richt zich vooral op de neurale basis van angst en vrees in dier en mens, en op overlevingscircuits.
Hoe komt iemand met een diploma marketing in de neurowetenschappen terecht?
‘Ik wilde als tiener graag naar de universiteit. Dat mocht van mijn ouders, zolang ik maar terugkwam en zakenman of bankier zou worden. Daarom ging ik marketing studeren. Ik schaamde me een beetje voor die opleiding want we zaten toen echt in het hippietijdperk, maar de psychologievakken vond ik erg interessant. Tijdens mijn laatste masterjaar kwam ik in contact met iemand die de hersenen van ratten bestudeerde. Ik mocht een tijdje in zijn lab werken en we publiceerden samen enkele studies. Ik wilde dit soort werk graag verderdoen. Na mijn masteropleiding heb ik me dus bij enkele universiteiten aangemeld en werd ik toegelaten aan de Stony Brookuniversiteit in New York. Daar ontmoette ik mijn promotor Michael ‘Mike’ Gazzaniga die patiënten met een gespleten brein onderzocht. Dat soort onderzoek was een fascinerende en vrij gemakkelijke manier om in de hersenwetenschap binnen te geraken. Midden jaren 1970 was er nog niet zoveel bekend over de hersenen, dus je moest nauwelijks iets kennen over biochemie, neurofysiologie of genetica.’
Wat is een gespleten brein precies?
‘Daarbij zijn de verbindingen tussen de twee hersenhelften doorgesneden. Beide hersenhelften zijn dus nog aanwezig, maar kunnen niet meer met elkaar communiceren. Dat wordt gedaan bij patiënten met een extreme vorm van epilepsie waarbij geen enkele andere behandeling nog helpt.’
Heeft zo’n operatie niet een hele grote impact op de patiënt?
‘Dat valt al bij al wel mee. Meestal is hun leven beter na de operatie omdat de epilepsie-aanvallen sterk verminderd zijn. Maar het heeft natuurlijk een impact. De twee hersenhelften herbergen andere functies en controleren elk een andere helft van het lichaam en het visuele veld. De linkerhersenhelft kan bijvoorbeeld praten, stuurt de rechterhand aan en ziet alles aan de rechterkant van het visuele veld. Als we dus een appel links van een patiënt toonden, kon de linkerhersenhelft deze niet zien. En aangezien enkel de linkerhersenhelft doet praten, zei de patiënt ook dat hij niets zag. De rechterhersenhelft kon de appel wel zien en kon dit bewijzen door met de linkerhand een appel uit een zak met voorwerpen te halen. Maar deze helft kan niet praten. De rechterhersenhelft lijkt dus wat op een slimme chimpansee: ze kan wel reageren op stimuli, maar er niet over communiceren.’
‘De amygdala is verantwoordelijk voor fysieke en fysiologische angstreacties, maar niet voor het angstgevoel’
Wat was uw interessantste bevinding uit deze periode?
‘Op een dag hadden we een heel speciale patiënt. Hij kon zoals iedereen taal verwerken en praten dankzij zijn linkerhersenhelft, maar hij kon ook lezen met zijn rechterhersenhelft. We konden dus voor het eerst met die helft communiceren. We projecteerden vragen links van hem en lieten hem met zijn linkerhand het antwoord met Scrabble-letters spellen. Zo communiceerde hij dat zijn naam Paul was en dat hij racewagenpiloot wilde worden. Zijn linkerhersenhelft bevestigde verbaal dat zijn naam Paul was, maar zei dat hij architect wilde worden. Ik wil deze observatie niet te groot maken, want het gaat maar over één proefpersoon, maar de suggestie was dat er bij deze persoon twee bewustzijnen waren. Ze waren allebei Paul, maar hadden een ander levensdoel.’
Dat klinkt erg spectaculair. Heeft u nog verder onderzoek met deze patiënt gedaan?
‘We hebben nog een experiment met hem gedaan dat een grote impact op mijn latere ideeën heeft gehad. We projecteerden rechts van hem een afbeelding van een kippenklauw en links een afbeelding van een sneeuwlandschap. We hadden plaatjes voor hem gelegd en vroegen om vergelijkbare afbeeldingen aan te wijzen. Met zijn rechterhand wees hij naar een schop en met zijn linkerhand naar een kip. Hij zei dat hij voor de kip koos vanwege de kippenklauw en voor de schop omdat je die nodig hebt om het kippenhok schoon te maken. Zijn linkerhersenhelft had namelijk enkel de kippenklauw gezien en had niet door dat de rechterhersenhelft de schop aanwees vanwege het sneeuwlandschap. Om die keuze toch rationeel te verklaren, verzon de linkerhersenhelft een verhaaltje dat de schop in verband bracht met de kip. Dit hebben we vervolgens ook nog op andere manieren getest. Als we de rechterhersenhelft bijvoorbeeld opdroegen om rechtop te staan, verklaarde de linkerhersenhelft dat hij even de benen wilde strekken. Telkens genereerde de linkerhersenhelft een verhaaltje om zijn eigen gedrag te verklaren.’
Waarom doet de linkerhersenhelft dit?
‘Onze hypothese was om zo het gevoel van controle te behouden. We geloven allemaal dat we vrije wil hebben en een psychologische eenheid vormen. Maar Pauls hersenen vormden geen eenheid meer en zijn linkerhand deed dingen die de linkerhersenhelft niet had opgedragen. Dat is een ongemakkelijk idee voor de linkerhersenhelft, die dus een verhaal verzint om het gevoel van eenheid en controle te bewaren.’
‘Diezelfde avond zaten Mike en ik hierover na te praten. Hij merkte op dat wat we bij Paul zagen misschien wel bij iedereen gebeurt. Veel van ons gedrag is onbewust gegenereerd. Dat creëert een uitdaging voor de vrije wil van ons bewustzijn. Daarom verzinnen we onbewust een verhaal om ons gedrag te verklaren. En omdat we ons bewustzijn zo belangrijk vinden, geloven we dat dit de oorzaak is van ons gedrag.’
‘Het idee dat het bewustzijn ons eigen onbewust gegenereerde gedrag interpreteert, had een grote impact op mij. Sindsdien denk ik ook dat emoties cognitieve interpretaties zijn van onbewuste processen die ons gedrag controleren.’
‘Veel van ons gedrag is onbewust gegenereerd. Dat creëert een uitdaging voor de vrije wil van ons bewustzijn. Daarom verzinnen we onbewust een verhaal om ons gedrag te verklaren’
De stap naar emoties was gezet?
‘Klopt. Op een avond zei Mike dat er niet zoveel neurowetenschappelijk onderzoek naar emoties was. Vanaf dan wist ik dat ik emoties wilde bestuderen. Maar er waren op dat moment geen technieken om dat bij mensen te doen. Daarom ging ik weer ratten bestuderen. Ik kwam terecht in het lab van Donald Reis die toen over zowat alle mogelijke neurowetenschappelijke technieken beschikte en mij vrij liet om te doen wat ik wilde. Ik bestudeerde de ratten via pavloviaanse angstconditionering. Je laat daarbij de rat een keer een toon horen in combinatie met een elektroshock en de volgende keer zal hij stokstijf blijven staan na het horen van dezelfde toon. Ik maakte vervolgens laesies in hun hersenen om te zien of het wegsnijden van bepaalde hersendelen effect had op die bevriesreactie. Zo heb ik een hele tijd emoties bestudeerd. En hoe langer ik dat deed, hoe meer ik besefte dat ik specifiek angst en vrees bestudeerde.’
Via dit onderzoek bent u dan bij de amygdala uitgekomen?
‘Inderdaad. Ik was toen vooral geïnteresseerd in de weg die de toon aflegt in het rattenbrein om een reactie zoals verstijven uit te lokken. Via nieuwe technieken konden we die weg doorheen het brein traceren. Zo kwamen we onder andere de amygdala tegen. Het was toen wel al decennialang bekend dat de amygdala een rol speelt bij angst, maar er werd weinig onderzoek naar gedaan. Toen we de amygdala verwijderden, bleek dit effect te hebben op het verstijven van de rat. Dat betekent dus dat de amygdala verantwoordelijk is voor de fysieke en fysiologische angstreacties: de bekende vecht-, vlucht- en bevriesreactie, en de verhoging in hartslag, bloeddruk en ademhaling.’
En ook voor het angstgevoel?
‘Nee, niet voor het angstgevoel. Dat is een veelvoorkomende misvatting. De amygdala is een detector van gevaar die enkel de onbewuste fysieke en fysiologische reacties controleert. Die reacties zijn ontwikkeld om te overleven en gaan terug tot de allereerste cellen op aarde. Ook bacteriën bewegen zich weg van gevaar. Daar heb je dus geen angstgevoel voor nodig. Maar omdat dit gevoel meestal op hetzelfde moment plaatsvindt als de fysieke en fysiologische reacties, denken we foutief dat onze angst de oorzaak van die reacties is.’
Waar komt dat bewuste gevoel van angst dan wel vandaan?
‘Volgens velen zit het bewustzijn in de visuele of auditieve cortex. Dat is het deel van de hersenen dat visuele of auditieve prikkels verwerkt. Maar volgens mij moeten de prikkels ook in de prefrontale cortex geïnterpreteerd worden. Dat voorste deel van de hersenen is veel betrokken bij cognitieve en emotionele functies.’
‘Emoties zijn volgens mij cognitieve interpretaties van de situatie waarin je je bevindt. Angst is bijvoorbeeld het besef dat je gevaar loopt. Dit gevoel ontstaat op basis van een heleboel verschillende inputs. Stel: er ligt een slang voor je. Dan heb je perceptie nodig om de slang te zien. Je hebt geheugen nodig om te weten dat sommige slangen gevaarlijk zijn en je te herinneren dat je ouders je voor slangen gewaarschuwd hebben. De amygdala brengt je in een staat van paraatheid, fixeert je aandacht op de slang en activeert fysieke en fysiologische reacties. Ik denk dat al deze informatie samenkomt in een deel van je brein dat het werkgeheugen heet en hier samenkomt tot een gevoel van angst.’
Hoe komt het dat iedereen denkt dat de amygdala verantwoordelijk is voor angst?
‘Deels komt dat door mijzelf. Ik noemde de amygdala de plaats waar ‘impliciete angst’ zat. Dat was de naam die ik gaf aan die fysieke en fysiologische reacties. Maar veel mensen dachten dat ik er het bewuste gevoel van angst mee bedoelde, wat ik ‘expliciete angst’ noemde. In het begin maakte me dat niet uit, maar na een tijd dacht ik: dit is verkeerd. Ik moest mijn standpunt verduidelijken. Niet enkel voor mezelf, maar vooral omdat het implicaties had voor de geestelijke gezondheidszorg. Mensen gaan naar een therapeut omdat ze angst hebben. Maar medicijnen die de amygdala beïnvloeden, kunnen veel beter fysieke en fysiologische reacties veranderen dan angstgevoelens. Dat is op zich ook belangrijk voor een patiënt, maar het is niet genoeg. Het foutieve idee dat we alle angstproblemen kunnen oplossen met een pil die inwerkt op de amygdala, komt er dus door het verwarren van die impliciete en expliciete angst. Als je een angstmedicijn op ratten test en ze verstijven minder, dan weet je enkel dat het medicijn de fysieke reacties beïnvloedt. Je weet niets over hun angstgevoelens.’
Laten we het hebben over dierenbewustzijn. Ik heb gelezen dat uw mening daarover vaak fout begrepen wordt?
‘Veel mensen denken dat ik zeg dat dieren geen emoties en bewustzijn hebben. Maar dat heb ik nooit gezegd. Ik zeg dat we het niet kunnen bestuderen. Als een hond door een auto wordt aangereden en hij jankt en kronkelt, dan zijn dat fysieke en reflexmatige reacties. Wij projecteren daarop een mentaal gevoel van pijn, maar dat gevoel kan je niet zien aan de buitenkant. Mijn punt is dus niet dat ze geen bewustzijn hebben, maar dat we er slechts over kunnen speculeren.’
Kan ik ook niet zeggen dat ik enkel kan speculeren dat u bewustzijn heeft?
‘Dat kan je. Maar het feit is dat elke mens hetzelfde menselijke brein heeft. Als ik dus de capaciteit heb om bewust te zijn, dan heb jij dat waarschijnlijk ook. Een dier heeft niet zo’n menselijk brein. Hun hersenen hebben andere verwerkingssystemen dan de onze. Maar we hebben ook weer hersengebieden gemeen. Zo delen we sommige gebieden in de prefrontale cortex met alle zoogdieren, andere delen we met enkel de primaten, en er is een gedeelte dat we enkel met andere mensen lijken te delen. Misschien ook met mensapen, maar dat weten we niet aangezien er restricties zijn op hersenonderzoek bij mensapen. Als we de bijdragen van deze hersengebieden tot ons bewustzijn zouden kennen, zouden we kunnen inschatten wat voor bewustzijn die andere dieren hebben.’
Los van de wetenschap, gelooft u dat ze emoties hebben?
‘Absoluut! Je hoeft je wetenschappelijke pet niet altijd te dragen. Ik heb zelf katten. Ik streel ze, ze spinnen en ik ga ervan uit dat ze gelukkig zijn.’
Kan ik dan concluderen dat u er wel in gelooft, maar dat u als wetenschapper zegt dat u het niet weet?
‘We weten het inderdaad niet. Net zoals met de vrije wil. Ik geloof in de vrije wil. Ik schrijf er zelfs over in mijn nieuwe boek. Maar het is geen uitgemaakte zaak. Als je met dit soort complexe onderwerpen werkt, moet je bereid zijn om te zeggen dat je het niet weet. Maar ik heb wel mijn ideeën. Of die correct zijn, dat zal de tijd moeten uitmaken.’
Op 23 en 25 maart kan je in het kader van het Leuvense documentairefestival Docville in het onderdeel ScienceVille Theatre of Thought van regisseur Werner Herzog bekijken. Neurowetenschapper Joseph LeDoux werkte mee aan deze film, die een fascinerende kijk biedt op de immense capaciteit van ons brein, het potentieel van neurotechnologie en de ethische implicaties ervan.
