Mogelijke prelinguïstische basis ontdekt bij onderzoek naar spiegelneuronen

De spiegelgalerij in onze hersenen

Reiner Van Hove

Veel neurofysiologen beschouwen het als de heilige graal in hun vakgebied: de ontdekking van spiegelneuronen. Dat zijn neuronen die op dezelfde manier reageren bij het uitvoeren van een handeling als bij het zien van dezelfde handeling bij een ander. Ook andere wetenschappers wierpen zich gretig op de vondst: sinds de ontdekking ervan zo’n tien jaar geleden, zijn de spiegelneuronen ingeroepen als verklaring voor een resem fenomenen en processen in allerhande disciplines. Veel van die gevolgtrekkingen zijn voorbarig, maar een onderzoeksgroep van het Laboratorium voor Neuro- en Psychofysiologie heeft aanwijzingen gevonden dat spiegelneuronen wel degelijk een rol gespeeld kunnen hebben bij de ontwikkeling van taal. De resultaten van hun onderzoek werden gepubliceerd in Science.
De spiegelneuronen werden bij toeval ontdekt door wetenschappers van de Universiteit van Parma, die de neuronenactiviteit bestudeerden in de hersenen van makaken die kleine en grote voorwerpen — rozijnen en appels — oppakten. De researchers stelden tot hun eigen verbazing vast dat sommige neuronen ook ‘vuurden’ als de apen niet zélf iets deden, maar toekeken terwijl de onderzoekers voordeden wat er van ze werd verwacht. Met behulp van fMRI-scans (functional magnetic resonance imaging) werd ook bij de mens een complex systeem van spiegelactiviteit gevonden.
“De ontdekking van onze Italiaanse collega’s kreeg enorm veel weerklank in onderzoeksgebieden als de gedragswetenschappen en de sociale wetenschappen”, zegt professor Guy Orban, één van de onderzoeksdirecteurs van het Laboratorium voor Neuro- en Psychofysiologie. “De spiegelneuronen worden gezien als een toegangspoort voor het verstaan van interactie, empathie, imitatie… Maar het onderzoek is nog jong, dus al te vergaande conclusies zijn niet op hun plaats.”
Een team van het labo zette, in samenwerking met collega’s uit Parma, alvast een stap verder. Onderzoeker Koen Nelissen: “Tot nu toe werd aangenomen dat het spiegelsysteem van de apen heel eenvoudig was vergeleken met dat van de mens, maar die vaststelling had vooral met verschillende meettechnieken te maken. Voor onze studie met makaken gebruikten we magnetische beeldvorming, waardoor we een betere vergelijking kunnen maken met de mens. We zijn tot de vaststelling gekomen dat het systeem bij de apen complexer is dan tot nu toe aangenomen werd, en dus niet zoveel verschilt van dat bij de mens.”

Robot
De onderzoekers toonden makaken video’s waarin een voorwerp gegrepen wordt. Daarbij gingen ze onder andere na of een menselijke hand en een robothand andere resultaten opleveren, en of het een verschil uitmaakt of je de hele handelende persoon laat zien of alleen de hand. Vooral die laatste parameter — die genegeerd was in vorig onderzoeken — leverde nieuwe inzichten op.
Nelissen: “Tot dusver was alleen in één bepaalde zone van de premotor cortex activiteit van spiegelneuronen vastgesteld. Wij vonden nieuwe gebieden waarin ze actief zijn. Uit de functionele analyse blijkt dat in verschillende gebieden in de frontale hersenlob op verschillende manieren een representatie gemaakt wordt van handelingen van anderen. Een eerste spiegelsysteem heeft de context van de handeling nodig, en is alleen actief wanneer de hele actor in beeld is. Een tweede systeem is abstracter, en registreert de handeling zonder object en persoon.”
Orban: “Dat is een bijzonder interessante vaststelling, omdat de hersengebieden van dat abstracte systeem overeenkomen met menselijke hersengebieden die een rol spelen bij spraak. Het is dus mogelijk dat we bij de apen de prelinguïstische basis hebben ontdekt waaruit de abstracte beschrijving van een handeling is ontwikkeld die nodig is voor taal.”
Er zijn, zowel in Leuven als in Parma, researchprojecten gepland om die hypothese verder te onderzoeken. Daarnaast kan het onderzoek naar spiegelneuronen op termijn ook leiden tot een beter begrip — en daardoor ook een betere behandeling — van aandoeningen als schizofrenie en autisme. Een andere toepassing waaraan gedacht en gewerkt wordt, zijn prothesen die rechtstreeks door de hersenen aangestuurd kunnen worden.

Het Science-artikel kunt u lezen op http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/310/5746/332.pdf