3

Het emotionele brein

Emoties in het adolescentenbrein

Er is voor Francien geen peil meer op te trekken. Gisteren was ze nog met haar dochter Suzanne gezellig gaan winkelen, had ze een nieuwe jas voor haar gekocht waar Suzanne dolblij mee was, en waren ze daarna nog een kopje koffie gaan drinken op een terrasje. Eigenlijk was het net als vroeger, toen Suzanne het altijd leuk vond om met haar moeder op stap te gaan en toen ze het altijd heel gezellig hadden samen. Eenmaal thuisgekomen was het mis, zoals het de laatste tijd wel vaker mis is. Francien had aan Suzanne gevraagd of ze er nog aan had gedacht om haar kast op te ruimen en Suzanne ontplofte van woede. Ze was boos dat ze altijd overal de schuld van kreeg en dat ze nooit eens gewaardeerd werd voor wat ze wel allemaal deed. Vervolgens was ze naar haar kamer gerend, had de deur dichtgetrokken en harde muziek aangezet. Toen Francien later ging kijken was de deur op slot, maar ze hoorde Suzanne wel telefoneren met een van haar vriendinnen.

Veel adolescenten gaan door periodes heen waarin ze overgevoelig zijn en waarin ze een erg kort lontje hebben. Als adolescent kun je zo boos zijn dat het lijkt of de hele wereld tegen je is, of zo de slappe lach hebben dat je er buikpijn van krijgt, met andere woorden, de emoties gaan alle kanten op. Hoe komt dat nu? Wat gebeurt er in de hersenen dat deze opeens zo explosief gaan reageren?

Als we spreken over emoties weet eigenlijk iedereen waar we het over hebben. Tegelijkertijd zijn emoties ook een heel complex begrip. Bedenk maar eens hoeveel soorten emoties er zijn, en hoe vaak verschillende emoties tegelijk kunnen voorkomen. Emoties worden vaak beschreven als de beleving van een gevoel (zoals vreugde, geluk, boosheid). In de adolescentie wisselen deze emoties elkaar snel af en lijken emoties extremer te zijn. Vroeger was Suzanne misschien ook gaan mopperen als ze haar kamer moest opruimen, maar nu ontploft ze van woede en voelt ze zich totaal onbegrepen. We kunnen dit gedrag nu beter verklaren op basis van informatie over hersenontwikkeling. Onderzoekers hebben aangetoond dat het emotiegedeelte van de hersenen van adolescenten inderdaad overactief is onder emotioneel prikkelende situaties. Dit, in samenspel met een langzaam rijpend controlesysteem (zie hoofdstuk 2), betekent voor adolescenten soms een lastig pakket. Hun emotionele en rationele (of controle-)breinsystemen zijn in feite nog niet met elkaar in balans.

In het hersenonderzoek wordt vaak onderscheid gemaakt tussen twee typen emoties: primaire emoties en secundaire emoties. Primaire emoties zijn een directe reactie op iets uit de omgeving, zoals de angst die je voelt in een gevaarlijke situatie, bijvoorbeeld wanneer je bijna geraakt wordt door een snel langsrijdende auto. Andere voorbeelden van primaire emoties zijn blijdschap, boosheid of verdriet. Deze emoties zijn al heel vroeg in de ontwikkeling waarneembaar. Jonge kinderen leren door middel van deze emoties wat wel en niet is toegestaan. Wanneer kinderen bijvoorbeeld iets doen wat gevaarlijk is (zoals aan de knoppen van een gasfornuis zitten) zal de ouder waarschijnlijk een boos gezicht trekken en met een lage strenge stem zeggen dat het gedrag niet geoorloofd is. Hierdoor relateert het kind de handeling (die in eerste instantie geen emotionele lading had) met een boze reactie van de ouder, waardoor het angst zal voelen om de handeling nogmaals uit te voeren.

Secundaire emoties zijn complexer. Dit zijn de emoties die niet zijn aangeboren, maar aangeleerd, en deze emoties zijn niet simpelweg af te lezen aan een gezichtsuitdrukking maar komen voort uit een complex samenspel van situaties. Op basis van eerdere ervaringen vinden we sommige situaties prettig en willen we andere vermijden. Omdat deze emoties zijn aangeleerd zijn ze niet voor iedereen hetzelfde; Suzanne vindt het leuk om naar de kermis te gaan, omdat ze vorig jaar met haar vriendinnen een leuke tijd heeft gehad, terwijl Sam het helemaal niet leuk vindt, omdat hij vorig jaar het meisje waar hij verliefd op was had zien zoenen met een andere jongen. Bij deze emoties denken we aan situaties die kunnen leiden tot een goed of vervelend gevoel, zoals opluchting of schaamte. Vaak kunnen we deze emoties niet expliciet benoemen, maar leren we op basis van ons gevoel dat we sommige keuzes opnieuw willen maken, en andere juist liever vermijden. Het gevoel speelt bij secundaire emoties dus een belangrijke rol, je voelt als het ware het fijne of vervelende gevoel weer als je alleen al aan een bepaalde situatie denkt.

In de adolescentie vinden er veranderingen plaats in zowel primaire als secundaire emotionele beleving. Bij primair moeten we denken aan de beoordeling van een situatie, of het beoordelen van een emotie van iemand anders. Hoewel adolescenten al vrij goed zijn in het beoordelen van primaire emoties vinden hier toch ook nog wat veranderingen in plaats; zij hebben bijvoorbeeld moeite om bepaalde gezichtsuitdrukkingen te categoriseren. We zullen hieronder zien dat deze veranderingen te maken hebben met de werking van de amygdala, een kern in de hersenen die uitermate belangrijk is voor emotionele beleving. Daarnaast vinden er grote veranderingen plaats in secundaire emoties, of complexe aangeleerde emoties. Voor deze emoties is een uitgebreider netwerk van hersengebieden nodig, waaronder de amygdala, de basale ganglia, en de frontale cortex. We zullen zien hoe de werking van deze hersengebieden samenhangt met de basale emotieverwerking van adolescenten, hoe zij emotioneel beladen beslissingen nemen en hoe zij risico’s inschatten.

Afbeeldingen van de frontale cortex (zijaanzicht), de amygdala en de basale ganglia (vooraanzicht).

Herkennen van primaire emoties

Het kunnen herkennen van emoties bij anderen is een van de belangrijkste voorwaarden voor communicatie. Deze emoties worden ingeschat op basis van de manier waarop iemand beweegt of praat. De belangrijkste manier van herkennen van emoties echter, is in de gezichtsuitdrukkingen van anderen. Het herkennen van emoties op gezichten bestaat uit drie belangrijke stappen. Allereerst moet het gezicht worden waargenomen (zien van iemand op straat), vervolgens wordt er een emotionele reactie aan het gezicht gekoppeld (de persoon roept bijvoorbeeld angst op), en ten slotte moet deze reactie worden gestuurd in een richting die gepast is in de situatie (bedenken dat deze persoon misschien en slechte dag heeft maar jou niet zal lastigvallen, of je hebt die persoon iets aangedaan en deze persoon reageert daar nu boos op). Alle drie deze stappen moeten goed werken om op de juiste manier om te gaan met het herkennen van emoties op gezichten.

Als we het hebben over gezichtsemoties worden vaak zes verschillende emoties onderscheiden: vreugde, verdriet, boosheid, angst, verbazing en afschuw. Professor Paul Ekman heeft uitvoerig onderzoek gedaan naar de herkenbaarheid en werking van deze emoties, en hij veronderstelt dat deze emoties universeel zijn, dat wil zeggen dat ze in alle culturen voorkomen. Ook als kinderen blind of doof geboren zijn gebruiken ze deze emoties om over hun gevoelens te communiceren (weliswaar minder accuraat dan kinderen die niet doof of blind zijn, maar toch kennen zij al deze emoties).

Onderzoek bij adolescenten naar het herkennen van emoties op gezichten heeft drie belangrijke resultaten opgeleverd. Ten eerste, de vaardigheid om emoties te herkennen ontwikkelt zich nog tussen tien en achttien jaar. Sommige emoties kunnen door zevenjarige kinderen al goed herkend worden, zoals blijheid. Andere emoties worden nog niet zo goed herkend door zevenjarigen maar al wel door tienjarigen, zoals boosheid en verdriet. De meest complexe emoties kunnen pas goed worden herkend in de late adolescentie, zoals verbazing en angst. Dit betekent niet dat adolescenten deze emoties niet kennen, of niet kunnen herkennen, maar het betekent dat, in vergelijking met volwassenen, adolescenten de meest complexe emoties nog vaker verwarren. Ze categoriseren bijvoorbeeld een gezicht als verbaasd terwijl het eigenlijk angstig is. Een tweede belangrijke bevinding is dat emoties beter worden herkend als adolescenten niet alleen afhankelijk zijn van het gezicht, maar ook de lichaamshouding als informatie kunnen gebruiken. Dit geeft namelijk meer informatie en hierdoor krijgen ze een completer beeld van de situatie. Een derde bevinding is dat gedurende alle stadia van ontwikkeling (in de kindertijd, adolescentie en volwassenheid) vrouwen beter zijn in het herkennen van emoties op gezichten dan mannen. Op basis van patiëntstudies en f MRI -studies weten we nu welke hersengebieden belangrijk zijn voor deze ontwikkelingsverschillen.

De rol van de amygdala

Een Amerikaanse patiënt heeft een zeer bijzondere afwijking. Deze patiënt kan prima gezichten waarnemen, aangeven of het om een man of een vrouw gaat en de identiteit van gezichten herkennen. Maar als deze patiënt een emotie moet beschrijven dan levert dit grote problemen op. De grootste problemen ondervindt hij bij de emotie angst, maar ook verbazing en boosheid worden vaak verkeerd waargenomen. Als de patiënt gedwongen wordt om een emotie te kiezen bij het zien van een angstig gezicht, dan zegt hij net zo vaak blijdschap als teleurstelling te zien; hij kan de emotie simpelweg niet herkennen. Een opmerkelijke situatie is dat deze patiënt wel weet wat angst is, want hij kan een angstsituatie beschrijven en weet wanneer er angst gevoeld zou moeten worden. Als hem echter gevraagd wordt een tekening te maken van een angstig gezicht dan lukt dat niet. Deze patiënt heeft een specifiek gebrek om negatieve en complexe emoties te categoriseren. Dit komt omdat deze patiënt beschadiging heeft aan de amygdala, een kern in de hersenen die belangrijk is voor de reactie op emoties.

De amygdala is een amandelvormige subcorticale structuur, wat betekent dat hij heel diep in de hersenen ligt. Hij maakt deel uit van het limbische systeem; een groep structuren in de hersenen die belangrijk is voor emotie en motivatie. Zoals duidelijk is in het voorbeeld van de hierboven beschreven patiënt, is de amygdala belangrijk voor het herkennen van emoties op gezichten, met name angst, boosheid en verbazing. De amygdala is dus belangrijk voor de verwerking van de negatieve emoties, wat mogelijk te maken heeft met de rol van deze emoties in overleving. In vroegere situaties was het belangrijk dat je direct reageerde in angstige situaties met een vlucht- of vechtreactie, zoals wanneer je een beer of slang tegenkwam in het bos. Het was dan belangrijk dat je deze situatie meteen als zeer gevaarlijk bestempelde, zodat je direct wegvluchtte, zonder er eerst uitgebreid over na te denken. Tegenwoordig komen deze situaties nog steeds voor, maar dan in een ander jasje, bijvoorbeeld wanneer je een straat oversteekt en er komt onverwacht een auto met grote vaart aanrijden. Het is dan belangrijk dat je direct reageert, en hier is de amygdala belangrijk voor.

Afbeelding van de amygdala, die met name actief wordt bij het zien van angstige gezichten.

Volgens een bekend model van Joseph LeDoux wordt emotionele informatie via twee wegen in de hersenen verwerkt. Allereerst is er de directe route, waarbij informatie direct na waarneming naar de amygdala wordt gestuurd, die de informatie verwerkt op emotionele belangrijkheid. De tweede route is via de cortex. Als bepaalde informatie wordt waargenomen loopt er namelijk ook een baan via de cortex naar de amygdala, en via deze route wordt de emotionele informatie eerst geïnterpreteerd. Deze laatste route kost wat meer tijd; daarom is het belangrijk dat de directe route ons meteen prepareert voor een vluchtreactie (als we bijna overreden worden, hebben we immers niet veel tijd om na te denken). De korte route resulteert dus in de zogenaamde ‘fight or flight’-response, oftewel, aanvallen of vluchten. Onze hartslag neemt toe, spieren spannen aan, en we worden direct in een staat van paraatheid gebracht om actie te ondernemen. Doordat we informatie verwerken via twee routes kan het ook wel eens zijn dat de snelle reactie wordt bijgesteld op basis van de rationele langzame route. Denk bijvoorbeeld aan het zien van een slang, wat een snelle emotionele reactie veroorzaakt die leidt tot een versnelling van de hartslag en die je voorbereidt om weg te rennen. Totdat je ziet dat de slang eigenlijk een tuinslang is, en je rationele systeem aangeeft dat je je geen zorgen hoeft te maken. Bij de eerste interpretatie wordt de snelle route geactiveerd, maar de langzamere rationele route stelt de reactie vervolgens weer bij op basis van extra informatie (je staat in de tuin dus hier kan goed een tuinslang voorkomen, slangen komen niet voor in dit gebied) die via de cortex wordt verwerkt.

De amygdala reageert niet alleen op gezichten. In laboratoriumexperimenten werd aan gezonde deelnemers verteld dat zij mogelijk een elektrische schok kregen als er een blauw vierkantje op het scherm werd getoond. In werkelijkheid werd de schok nooit gegeven, maar de deelnemers lieten wel een verhoogde activiteit in de amygdala zien wanneer het blauwe vierkantje gezien werd. De amygdala reageert dus in zijn algemeenheid op emotioneel belangrijke informatie, ook als deze alleen in instructie wordt gegeven. Als iemand bijvoorbeeld tegen je zegt: ‘Pas of voor die hond want hij kan wel eens bijten’, dan zal je amygdala actief worden, ook al heeft de hond nog niets gedaan.

Amygdala, gezichten en adolescentie

Een aantal onderzoeken heeft getracht in kaart te brengen hoe de amygdala reageert op emotionele gezichten gedurende verschillende stadia in de ontwikkeling. Deze studies hebben gebruikgemaakt van f MRI en hebben aan adolescenten neutrale, positieve en negatieve gezichten gepresenteerd, waar ze alleen naar hoefden te kijken. Deze studies lieten zien dat bij adolescenten, net als bij volwassenen, de amygdala reageert op boze en angstige gezichten. Dat wil zeggen, zodra er een angstig gezicht werd getoond werd de amygdala actief. Echter, twee opmerkelijke bevindingen werden gerapporteerd. Allereerst, bij jonge adolescenten (tien à twaalf jaar) was de amygdala ook actief na de aanbieding van een neutraal gezicht. Dit was een onverwachte bevinding en onderzoekers hebben er lang over gespeculeerd wat dat kan betekenen. Een mogelijke verklaring is dat de neutrale gezichten veel ambiguïteit opleveren. Bij een blij of een angstig gezicht weet je meteen wat de betekenis is, maar een neutraal gezicht kan van alles betekenen. Het is zelfs zo dat er vaak een neutraal gezicht wordt getrokken door ouders als zij boos zijn op hun kinderen. Daarom concludeerden de onderzoekers dat de jonge adolescenten meer amygdala-activiteit vertonen als zij met een gezicht geconfronteerd worden waarvan zij niet weten wat ze ervan moeten maken. Mogelijk is deze onzekerheid voor hun ook een negatieve situatie.

Een tweede belangrijke bevinding is dat er verschillen zijn tussen jongens en meisjes in de activiteit van de amygdala. Namelijk, bij meisjes is er in de vroege adolescentie een grotere reactie op negatieve gezichten dan in de late adolescentie. Dit zou betekenen dat bij meisjes de amygdala overgevoelig is in de puberteit en later afneemt in gevoeligheid. Bij jongens is deze overgevoeligheid gedurende de hele adolescentie te zien. Een mogelijke verklaring is dat meisjes iets eerder volwassen worden dan jongens, en dat daardoor hun emotionele systeem ook eerder rijpt.

Hoewel er wel wat bewijs voor dit idee is, is dit niet sluitend. Ook bij volwassen mannen en vrouwen blijft er namelijk een verschil bestaan in de amygdalareactie op negatieve gezichten: mannen laten meer amygdala-activiteit zien dan vrouwen. Interessant is dat meisjes gedurende de ontwikkeling wel meer activiteit laten zien in de frontale cortex bij het zien van negatieve gezichten. Dat zou kunnen betekenen dat meisjes beter in staat zijn om de negatieve plaatjes in een context te plaatsen en dat ze daarom hun emotionele reactie beter onder controle kunnen houden. Volgens deze redenatie is Suzanne minder boos als klasgenoten haar tas afpakken dan Sam. Bij allebei wordt de amygdala actief als zij zien dat hun tas wordt rondgegooid in de groep, alle boeken vallen eruit en de klasgenoten lachen er ook nog om, dit zet de amygdala in vuur en vlam. Maar Suzanne bedenkt ook dat het misschien een flauw grapje is, dat iedereen wel eens voor gek wordt gezet, en dat het weinig zin heeft om nu heel boos te reageren omdat ze haar dan volgende keer weer beet zullen nemen. In deze situatie zorgt haar frontale cortex ervoor dat ze de emoties die in eerste instantie werden opgeroepen een beetje kan temperen. De amygdala wordt hierdoor als het ware in bedwang gehouden. Sam daarentegen heeft niet zo’n hardwerkende frontale cortex en is al op de vuist gegaan voor hij heeft kunnen bedenken wat de gevolgen hiervan zullen zijn. Bij hem wint de emotionele amygdala het van de controlerende frontale cortex.

Complexe emoties: complexe hersensystemen

Suzanne werd gisteren uitgenodigd voor een feestje en ze kijkt er erg naar uit. Al haar vrienden en vriendinnen komen, het wordt een grote happening. Ze heeft er speciaal een nieuwe outfit voor aangeschaft en ze ziet ook die ene vriendin weer die naar Limburg is verhuisd en die ze erg heeft gemist. Maar vanochtend kreeg zij een onverwacht telefoontje, haar neef is ongelukkig van de trap gevallen en komt met een gekneusde pols bij de eerste hulp vandaan. Omdat hij niet zo behendig is vraagt hij of zij die avond voor hem kan koken. Het is haar lievelingsneef en hij staat altijd voor haar klaar. Suzanne wil hem graag helpen, maar dat betekent dat zij niet naar het feestje kan…

Wat moet Suzanne doen in zo’n situatie? Allerlei verschillende emoties gaan door haar hoofd, enerzijds wil zij heel graag naar het feest en bedenkt ze dat zij misschien tegen haar neef kan zeggen dat ze een andere dringende afspraak heeft. Anderzijds voelt zij zich schuldig bij het idee dat ze er niet is voor haar neef, want hij heeft haar laatst nog zo goed geholpen toen zij met een lekke fietsband langs de weg stond en hij haar met de auto kwam ophalen. Moest hij daar ook niet een voetbalwedstrijd voor afzeggen?

In het dagelijks leven worden we continu geconfronteerd met dit soort complexe emotionele beslissingen en toch zijn we in staat om heel snel een keuze te maken. Het is eigenlijk niet mogelijk om deze beslissing te baseren op een kosten-batenanalyse, we maken niet bij iedere beslissing een lijstje met voor- en nadelen die we tegen elkaar afwegen. Dat zou veel te veel tijd kosten en bovendien is het lastig om de belangrijkheid van de voor- en nadelen tegen elkaar af te zetten. Hoe maken we deze beslissingen dan wel? Volgens de bekende neuropsycholoog Antonio Damasio maken we in dit geval gebruik van onze gevoelens, bijvoorbeeld het onderbuikgevoel. Volgens Damasio zijn onze hersenen zo gevormd dat we in het geval van een moeilijke beslissing een gevoel ontwikkelen voor wat goed of fout is. Zo zou het kunnen zijn dat Suzanne bij het denken aan het feestje een opgetogen gevoel ervaart, maar bij de gedachte dat zij haar neef laat zitten een vervelend gevoel. Het ene gevoel kan het dan winnen van het andere gevoel. De gevoelens geven ons de mogelijkheid om korte- en langetermijnbeslissingen tegen elkaar af te wegen (kortetermijngevoel is een leuk feestje, langetermijngevoel is dat zij een goede band behoudt met haar familie als ze het feestje laat schieten). Hier zien we meteen de grote verandering die plaatsvindt in de adolescentie: het gevoel voor wat beter is op de lange termijn, is een vaardigheid die we pas laat ontwikkelen.

De dorsolaterale frontale cortex, de orbitofrontale cortex en de somatosensorische cortex werken samen wanneer we korte- en langetermijngevolgen tegen elkaar afwegen.

Onderzoeken laten zien dat dit te maken heeft met de ontwikkeling van een systeem in de hersenen, dat bepaalde gevoelens koppelt aan korte- en langetermijnopbrengsten. Het idee van gevoelens klinkt misschien ingewikkeld, maar toch is het heel simpel te verklaren op basis van nieuwe neurologische inzichten die aan het licht zijn gebracht door het werk van Antonio Damasio en zijn onderzoeksteam. Om hier wat meer duidelijkheid in te krijgen richten we ons op onderzoek bij patiënten met beschadiging aan een specifiek gedeelte van de hersenen, de orbitofrontale cortex, een gebied dat cruciaal blijkt voor de koppeling van gevoelens en acties.

Patiënten met beslissingsproblemen

De orbitofrontale cortex beslaat het onderste gedeelte van de frontale cortex, het gebied dat net achter je ogen ligt. Dit gebied van de hersenen heeft een bijzondere functie, want het heeft verbindingen met een aantal andere gebieden die belangrijk zijn voor emotionele beslissingen. Allereerst heeft het verbindingen met de limbische hersenen. Dit hersengebied ligt heel diep in de hersenen (onder de cortex). Het reageert direct op beloning en straf, en het reguleert emoties in zowel mensen als dieren. Over de limbische hersenen zullen we nog meer horen als risicogedrag wordt besproken, verderop in dit hoofdstuk. De orbitofrontale cortex heeft naast de verbinding met de limbische hersenen ook verbindingen met de somatosensorische cortex. Dit is het gebied van de hersenen waarin ons lichaam is gerepresenteerd, bijvoorbeeld het gevoel dat we hebben in onze benen, buik of borst. Ten slotte heeft de orbitofrontale cortex verbindingen met de laterale frontale cortex, die in hoofdstuk 2 uitgebreid aan bod is gekomen. Dit gebied van de hersenen is belangrijk voor het kunnen plannen en onthouden van keuzes. De orbitofrontale cortex heeft dus de unieke locatie voor het afwegen van emotionele beslissingen, want het is in dit gebied dat emoties, lichaamssensaties en planningsvaardigheden bijeenkomen. Dat dit gebied cruciaal is voor het maken van goede keuzes blijkt uit onderzoek naar patiënten met beschadiging aan de orbitofrontale cortex. Voor het bekendste voorbeeld gaan we terug naar 13 september 1848, naar het verhaal van Phineas Gage.

Phineas Gage was aannemer in Vermont, en werkte aan de aanleg van een spoorweg. Hij was de leidinggevende van het spoorwegteam en had daarom veel verantwoordelijkheden, een baan die hij goed aankon want hij stond bekend als een betrouwbaar man. Hij was rustig en vriendelijk en kon goed opschieten met zijn werknemers. Terwijl zij bezig waren met de aanleg van een nieuwe spoorlijn gebeurde er iets verschrikkelijks: door een explosie schoot er een grote stalen buis met enorme snelheid de lucht in en doorboorde het voorhoofd van Gage. De buis ging bij zijn linkeroog zijn hoofd in en kwam er aan de bovenkant weer uit. Omstanders wisten zich geen raad en dachten dat dit het einde was van Gage. De verbazing was groot toen bleek dat Gage maar heel even buiten bewustzijn was en al snel weer bijkwam. Hij wist waar hij was, kon zijn naam zeggen en kon normaal bewegen, terwijl een groot gedeelte van zijn linkerhersenhelft was beschadigd. Gage werd onmiddellijk naar een arts gebracht die de wonden behandelde en na tien weken mocht hij weer naar huis. Na een paar maanden voelde Gage zich zelfs genoeg hersteld om weer aan het werk te gaan. Had hij het voorste gedeelte van zijn hersenen dan nergens voor nodig? Dit bleek toch niet het geval.

Ondanks het feit dat hij fysiek weer zijn werk kon doen, wilden zijn werkgevers hem toch niet meer aannemen. Waar hij vroeger een capabel man was die weloverwogen beslissingen nam, was hij nu snel geïrriteerd, agressief, impulsief en onbetrouwbaar. Met Gage was iets bijzonders gebeurd; door zijn hersenbeschadiging was zijn persoonlijkheid veranderd. Zover bekend heeft Gage nooit meer een leidinggevende positie bekleed en heeft hij ook niet lang een vaste baan kunnen behouden. Hij werkte in verschillende maneges, maar toen het in 1859met zijn gezondheid achteruitging ging hij uiteindelijk bij zijn moeder wonen. Gage overleed in 1860. Er is toen geen onderzoek verricht naar zijn hersenen, echter in 1867 is alsnog zijn schedel onderzocht door de arts die hem na zijn ongeluk heeft behandeld. De arts stelde de grootte en locatie van hersenbeschadiging vast. Hij doneerde uiteindelijk de schedel en de stalen balk aan de ziekenhuisbibliotheek van Harvard, waar deze nog steeds te bezichtigen zijn.

Afbeelding van de schedel van Phineas Gage nadat deze was doorboord met een staaf. Figuur uit Damasio et al. (Science, 1994).

 

De aantasting van de hersenen van Gage was erg groot. Zoals al gerapporteerd door de artsen in 1848 en 1867 was een groot gedeelte van de frontale cortex en omliggende schedel beschadigd. In 1994 hebben Antonio en Hanna Damasio deze beschadiging onderzocht met meer geavanceerde methodes, en zij lieten zien dat de beschadiging voornamelijk had plaatsgevonden in de orbitofrontale cortex. Inderdaad, het gebied dat op het grensvlak ligt van emoties en cognitie, blijkt bij beschadiging te leiden tot een persoonlijkheidsverandering.

Het is pas sinds een paar jaar dat er werkelijk een verklaring is gegeven voor deze gedragsverandering. In zijn werk als neuropsycholoog kwam Antonio Damasio wel vaker patiënten tegen met beschadiging aan de orbitofrontale cortex, maar het was altijd moeilijk om hun problemen in een test vast te leggen. Deze patiënten hadden geen moeite met geheugentests, motoriek of taalverwerking. Hun intelligentie bleef intact en ze konden abstracte problemen zonder moeite oplossen. Toch hadden deze patiënten, net als Gage, grote moeite in het dagelijks leven. Na hersenbeschadiging veranderden deze patiënten in risiconemende, impulsieve individuen, die vaak moeite hadden om een baan te behouden of hun huwelijk in stand te houden. Hun gedrag werd regelmatig beschreven als ‘kinderlijk’, omdat zij keuzes maakten die op de korte termijn veel opleverden maar op de lange termijn ondoordacht waren.

Damasio veronderstelde dat het gedrag van deze personen gebaseerd is op bevrediging op de korte termijn, en dat ze niet in staat zijn om vooruit te kijken. Dit komt niet omdat deze patiënten een situatie niet begrijpen, maar zij voelen niet aan wat de juiste keuze is. Damasio ontwikkelde een theorie, die hij de somatische bestempelingshypothese noemde. Volgens deze theorie maken wij in het dagelijks leven continu complexe keuzes waarbij het niet mogelijk is om steeds alle voor- en nadelen tegen elkaar af te wegen. We nemen immers continu beslissingen in een fractie van een seconde, we hebben simpelweg niet genoeg tijd om telkens lang na te denken over keuzes. Ons systeem is zo efficiënt dat we in staat zijn om heel snel de juiste keuzes te maken. Dit soort beslissingen maken we vaak op basis van een gevoel, dat ons vertelt dat wat we doen goed is of niet. Een eerdere situatie is ‘bestempeld’ met een prettig of onprettig gevoel, en deze gevoelens beïnvloeden nu de nieuwe situatie. Bijvoorbeeld, als je vorige maand ruzie hebt gemaakt met een collega of een klasgenoot en je voelde je daar vervelend over, dan hield je daar een naar gevoel aan over. Mogelijk ging je hart wat sneller kloppen en begon je te transpireren omdat er nare dingen werden gezegd. Als je vervolgens in een nieuwe situatie weer aan deze persoon of situatie terugdenkt, dan ervaar je mogelijk opnieuw die veranderingen in hartslag en transpiratie. Deze verbindingen tussen een situatie en het gevoel dat daarmee samengaat kunnen in de hersenen heel snel worden gelegd. Wanneer je een beslissing moet nemen waarbij verschillende alternatieven moeten worden afgewogen, worden al deze verbindingen actief en wordt het gevoel dat de overhand heeft gevolgd. Het is dus heel belangrijk om op je gevoel te vertrouwen om goede beslissingen te nemen.

 

Gokken in het laboratorium

 

In het laboratorium is de complexe beslissingssituatie die wij als mensen continu doormaken, nagebootst met een kaartspel, waarbij deelnemers moeten leren met welke kaartenstapels het meeste geld te verdienen is. In dit spel worden vier kaartenstapels gepresenteerd, A , B , C en D . Wanneer de deelnemer een kaart trekt van stapel A of stapel B , krijgt hij 100 dollar. Wanneer hij een kaart trekt van stapel C of D krijgt hij 50 dollar. In eerste instantie lijkt het dus beter om van stapel A of B te kiezen, want deze leveren meer geld op. Soms krijgt de deelnemer echter niet een beloning maar wordt er geld afgenomen. Dit is niet zo bij elke keuze, maar gebeurt maar af en toe, en de bedragen die worden verloren veranderen ook steeds. Daardoor is het heel moeilijk om uit te vinden welke stapels de beste zijn om van te kiezen. Als de deelnemer van de stapels blijft kiezen, blijkt dat stapels A en B uiteindelijk verliesgevend zijn, omdat hier de verliezen groter zijn dan de beloningen. Stapels C en D zijn uiteindelijk voordelig, omdat de verliezen hier kleiner zijn dan de beloning. In dit spel moet de deelnemer dus leren dat de keuzes die op de korte termijn het beste zijn ( A en B ), op de langere termijn verliesgevend zijn.

Als gezonde volwassenen deze taak uitvoeren leren ze gedurende de taak van strategie te wisselen, en switchen ze van keuzes A en B naar keuzes C en D . Interessant is dat zij eerder van de goede stapels kaarten pakken, dan dat ze uit ervaring kunnen aangeven welke keuzes beter zijn op de lange termijn. Het lijkt erop dat hun gevoel eerder aangeeft wat de goede keuzes zijn dan hun kennis over de taak. Dat blijkt ook uit de veranderingen in hun lichaamsreacties. Als zij tijdens de taak kiezen voor de gevaarlijke stapels A en B vertonen zij een toename in zweetreactie, terwijl deze toename niet te zien is bij het kiezen van stapels C en D . Het lichaam geeft met deze zweetreactie als het ware aan dat deze stapels gevaarlijk zijn. Wanneer patiënten met schade aan de orbitofrontale cortex deze taak uitvoeren blijven zij kiezen van stapels A en B , en leren zij niet te wisselen naar de stapels die beter zijn op de lange termijn. Deze patiënten ontwikkelen ook geen zweetreactie voorafgaand aan de gevaarlijke stapels. Wanneer zij echter een groot verlies moeten incasseren laten zij wel een zweetreactie zien, het is dus niet zo dat ze nooit emoties ervaren. Het gaat specifiek om de waarschuwingsemoties voorafgaand aan risicovolle of gevaarlijke keuzes. Volgens de somatische bestempelingshypothese maken patiënten met schade aan de orbitofrontale cortex veel onbezonnen keuzes in het dagelijks leven, omdat zij niet de lichaamswaarschuwingen ervaren die bij gezonde personen hun gedrag sturen.

 

Tijdens het gokken in een kaartspelexperiment ontwikkelen gezonde volwassenen een zweetreactie voorafgaand aan een keuze

van een gevaarlijke kaartenstapel. Gebaseerd op resultaten uit Bechara et al. (Science, 1997).

 

Somatische bestempeling in ontwikkeling

 

In de adolescentie spelen gevoelens en emoties een belangrijke rol, maar het is de vraag of deze altijd goed gebruikt worden om keuzes te sturen. Het is namelijk kenmerkend voor adolescenten dat zij vaak kortetermijnkeuzes maken. Onderzoekers hebben geprobeerd te achterhalen of dit mogelijk samenhangt met veranderingen in somatische signalen. Gebleken is dat de afwezigheid van somatische bestempeling inderdaad ook kenmerkend is voor de keuzes van adolescenten. De ontwikkeling van somatische stempels blijkt een complex proces, want veranderingen zijn waarneembaar tot na de puberteit, namelijk tot achttien jaar. Onderzoeken toonden aan dat adolescenten in de leeftijd van zestien tot achttien jaar de eerste tekenen van somatische bestempeling laten zien, maar deze bestempeling werkt bij hen nog niet zo goed als bij volwassenen. Blijkbaar hebben de hersengebieden die zorgen voor somatische stempels een langzame rijping.

In de onderzoeken in ons eigen laboratorium vroegen we aan deelnemers in de leeftijd tussen zes en vijfentwintig jaar om keuzes te maken in een computertaak die was gebaseerd op het eerder genoemde kaartspel, maar de vormgeving was dusdanig veranderd dat de taak ook goed te begrijpen was voor de jongste deelnemers. In deze taak werd aan de deelnemers gevraagd om appels te verzamelen voor een hongerig ezeltje. Hoe meer appels zij overhielden, hoe meer punten ze uitgekeerd kregen aan het eind van het experiment. De appels konden gewonnen worden door een keuze te maken uit vier deuren die naast elkaar werden getoond op het scherm. Wanneer een keuze was gemaakt werd de deur geopend en werd getoond hoeveel appels waren gewonnen of verloren. Ook hier werd bij deuren A en B veel gewonnen, maar werd er af en toe een groot aantal appels weggenomen waardoor deze deuren op lange termijn verliesgevend waren. Deuren C en D gaven minder beloning, maar het verlies was ook kleiner en daardoor leverden deze deuren uiteindelijk het meeste op.

Kinderen van zes tot tien jaar kozen overwegend voor deuren A en B ; zij kozen dus alleen voor de kortetermijnwinst, en hadden geen oog voor de langetermijngevolgen. In deze zin lijken deze kinderen in hun keuzepatroon op patiënten met beschadiging aan de orbitofrontale cortex. Dit keuzepatroon verandert in de adolescentie, wanneer jongeren leren om langetermijnkeuzes te maken, maar zelfs bij zestien- tot achttienjarigen is het keuzepatroon nog niet zo langetermijngericht als bij volwassenen in de leeftijd van twintig tot vijfentwintig jaar. Voor adolescenten is het nog moeilijk om langetermijnconsequenties van hun gedrag te overzien en wint de mogelijkheid tot snelle winst het van veilige keuzes.

Om te onderzoeken of deze veranderingen ook samenhangen met veranderingen in lichaamssignalen hebben we bij deze deelnemers ook zweetreactie en hartslagveranderingen gemeten. Wat blijkt? Pas bij zestienjarigen werd de eerste indicatie gevonden van een waarschuwingssignaal voorafgaand aan een gevaarlijke keuze, hoewel bij deze leeftijdsgroep dit waarschuwingssignaal nog niet zo sterk aanwezig was als bij twintig- tot vijfentwintigjarigen. Wanneer de deelnemers een groot verlies leden, was er wel al vanaf jonge leeftijd een zweetreactie en hartslagverandering te zien. Dat betekent dat de deelnemers het wel degelijk vervelend vonden om te verliezen (net als patiënten met beschadiging aan de orbitofrontale cortex), maar dat zij niet anticipeerden op de mogelijke slechte uitkomst. De waarschuwingssignalen zijn nog in de maak en dit leidt tot soms ondoordachte beslissingen. Adolescenten weten misschien rationeel prima te benoemen welke situaties gevaarlijk zijn en welke niet, maar zij voelen het niet. Dus als Suzanne toch besluit naar het feestje te gaan in plaats van haar neef te helpen, dan weet zij wellicht wel dat dit misschien niet zo aardig is, maar het vervelende gevoel haar neef teleur te stellen wint het nog niet van het opgetogen gevoel van het aankomende feestje.

 

Risico’s en gevaarlijke keuzes: een overactief emotiesysteem

 

Al sinds de eerste beschrijvingen van adolescentie wordt risicogedrag als belangrijkste kenmerk van deze periode aangewezen. Adolescenten doen dingen die (de meeste) volwassenen nooit zouden doen, zoals skateboarden op de leuning van een brug, of hun brommer opvoeren. Onderzoek met vragenlijsten heeft dan ook aangetoond dat adolescenten meer behoefte hebben aan spannende gebeurtenissen dan jonge kinderen, en dat zij gevaarlijke situaties nog niet goed kunnen inschatten. Hoe kan het toch dat zij risicosituaties zo anders ervaren dan volwassenen?

Allereerst is het belangrijk te weten dat adolescenten niet alle risicosituaties anders inschatten dan volwassenen. Als een vaas wordt getoond met vier rode en twee blauwe ballen, en de opdracht is om te gokken welke bal zal worden getrokken, kunnen ze zonder problemen aangeven wat de kansen op winst en verlies zijn. Wanneer vervolgens wordt gezegd dat ze met de blauwe bal vijf punten kunnen winnen en met de rode bal één punt, zullen ze iets vaker hun punten inzetten op de blauwe bal, maar nog steeds verschillen ze hierin niet van volwassenen, want die doen dat ook. Rationeel kunnen adolescenten dit soort situaties goed inschatten. Waarin zij verschillen met volwassenen, zijn de emoties die zij ervaren wanneer ze de beloning in het vooruitzicht zien, of de beloning of het verlies daadwerkelijk ervaren. Om te begrijpen hoe dit zit gaan we ons verdiepen in een nieuwe hersenstructuur die hierboven al even kort aan bod is gekomen, namelijk de subcorticale (diep in de hersenen liggende) basale ganglia, met daarin een beloningscentrum: de nucleus accumbens.

 

Afbeelding van de nucleus accumbens, het pleziercentrum in de hersenen (vooraanzicht).

 

De rol van de basale ganglia bij winnen en verliezen

 

De basale ganglia bestaan uit een aantal kernen die diep in de hersenen gelokaliseerd zijn, en die voornamelijk bekend zijn vanwege hun belangrijke rol in het initiëren van beweging. Dat is echter zeker niet de enige rol van de basale ganglia. Deze hersenkernen hebben belangrijke verbindingen met de frontale cortex en hersengebieden die belangrijk zijn voor het verwerken van emoties. Een specifiek onderdeel van de basale ganglia, de nucleus accumbens (dit betekent letterlijk: aanliggende kern), heeft vooral veel verbindingen met emotionele gebieden in de frontale cortex. De nucleus accumbens wordt vaak beschreven als het pleziercentrum van de hersenen omdat het zo gevoelig is voor beloning. Dat weten we uit de volgende experimenten: als bij ratten een elektrode in dit hersengebied wordt geplaatst waardoor zij zelf dit gebied kunnen stimuleren, dan zal de rat dit steeds meer en meer gaan doen, en de rat zal deze zelfstimulatie zelfs prefereren boven voedsel. Dit komt doordat er in dit hersengebied een bepaalde stof wordt gemaakt (dopamine) die voor een prettig gevoel zorgt. Een tweede reden waarom de nucleus accumbens als het pleziercentrum wordt gezien is omdat het zo’n belangrijke rol speelt bij verslavingsgedrag. Verondersteld wordt dat dit gebied sterk gevoelig is voor verslavende middelen, zoals cocaïne. Een betere of minder goede werking van dit hersengebied zal dan ook samenhangen met een grotere of minder grote verslavingsgevoeligheid. Dus, de nucleus accumbens kan worden gezien als het pleziercentrum in de hersenen bij zowel dieren als mensen.

Verschillende onderzoeken hebben laten zien dat bij gezonde volwassenen dit gebied ook sterk gevoelig is voor beloning. Maar niet alleen de beloning zorgt voor activiteit in de nucleus accumbens, ook een teken dat aangeeft dat er mogelijk een beloning aankomt zorgt al voor activiteit in dit gebied. In een Amerikaans onderzoek werd aan deelnemers gevraagd om steeds op een knop te drukken als een piraatje op het scherm verscheen. Enkele seconden daarna kregen de deelnemers een beloning te zien. Er waren drie typen piraatjes en tijdens het uitvoeren van de taak bleek dat deze voorspellend waren voor de hoogte van beloning. Bijvoorbeeld, de piraat met het zwaard werd altijd gevolgd door een kleine beloning, maar de piraat met een dolk werd altijd gevolgd door een grote beloning, en een derde piraatje gaf een middelgrote beloning. Analyse van activiteit in de hersenen tijdens deze taak liet zien dat alleen al het zien van de piraat die gepaard ging met een grote beloning, leidde tot een toename van activiteit in de nucleus accumbens. Deze resultaten geven dus blijk dat de nucleus accumbens al reageert op de verwachting van een beloning. Dit hersengebied is daarom ook erg belangrijk bij het inschatten van risico’s, waarbij de verwachte beloning het soms kan winnen van de analyse van mogelijk gevaar.

 

De nucleus accumbens werkt samen met de frontale cortex in situaties waar winst, beloning, of risico een grote rol spelen. Zoals we hierboven eerder zagen is de nucleus accumbens erg gevoelig voor prikkels in de omgeving die beloning representeren, nog voordat hier zelfs op gereageerd is. De frontale cortex is het controlesysteem bij het sturen van de reactie op deze emotionele prikkels. Met name de orbitofrontale cortex speelt een belangrijke rol in het sturen van beloningsprikkels, zoals we hierboven ook al hebben gezien in het onderzoek van neuropsycholoog Damasio. Andere gebieden die een rol spelen bij het inschatten van risico’s zijn de laterale frontale gebieden, deze zijn aanzienlijk voor het in de gaten houden van de langetermijndoelen. Bijvoorbeeld, als er een keuze moet worden gemaakt tussen direct een snelle beloning of een mogelijk grotere beloning op de lange termijn, dan zijn de emotiegerelateerde hersengebieden actief wanneer de keuze valt op de snelle beloning, terwijl de laterale frontale cortexgebieden actief zijn als er wordt gekozen voor de langetermijnalternatieven. Dit is waarschijnlijk zo omdat de laterale frontale cortex de rationele functie vervult bij het nemen van risicovolle beslissingen, deze maakt het mogelijk dat je alternatieven tegen elkaar kunt afwegen en zorgt voor een langetermijnfocus.

In de adolescentie zijn er veranderingen gaande die ervoor zorgen dat de emotionele en rationele hersengebieden op een andere manier gaan samenwerken. Dit leidt er soms toe dat het rationele gebied het niet altijd kan winnen van het emotionele gebied, omdat het emotionele gebied een dominantere rol speelt. In tegenstelling tot de rationele frontale cortex, zijn de emotionele nucleus accumbens en amygdala sterk gevoelig voor hormonale verandering. Door het vrijkomen van het vrouwelijke hormoon oestrogeen bijvoorbeeld verandert de gevoeligheid van de amygdala. Dit uit zich ook weer in veranderingen in gevoeligheid voor emotionele situaties. Dezelfde mannelijke gezichten worden bijvoorbeeld als meer of minder aantrekkelijk beoordeeld afhankelijk van de fase van de menstruele cyclus waarin een vrouw verkeert. Het mag duidelijk zijn dat de emotionele hersengebieden daarom sterk beïnvloed worden door de aanzet van de puberteit.

Bij jonge kinderen waarbij de puberteit nog niet is begonnen werkt de frontale cortex nog niet zo goed als bij oudere kinderen, maar hun emotionele hersengebieden (amygdala en nucleus accumbens) houden zich ook nog koest. Ze zijn daarom minder geneigd om risicosituaties op te zoeken. Kinderen doen daarnaast ook nog een beroep op hun ouders bij de vraag welk gedrag wel of niet gepast is. Tijdens het begin van de puberteit wordt dit systeem uit balans gebracht. De emotionele hersengebieden worden, onder invloed van toenemende hormonale veranderingen, extra gestimuleerd en extra gevoelig. De regulerende frontale cortex is echter nog lang niet uitgerijpt. Dus het emotiesysteem is hypergevoelig, terwijl het regulatiesysteem nog niet in staat is om deze gevoeligheid onder controle te houden. Het is pas in de volwassenheid dat we deze twee systemen goed op elkaar kunnen afstemmen.

 

Overactief emotiesysteem in de adolescentie

 

Onderzoekers hebben de balans tussen emotiesystemen en controlesystemen in de hersenen verder onderzocht in een laboratoriumsituatie, waarin aan adolescenten gevraagd werd om een beloningsspel te spelen. In de eerste studie werd de taak met de drie piraatjes aangeboden aan deelnemers in de leeftijd zeven tot tien jaar (prepuberteit), dertien tot zeventien jaar (puberteit en adolescentie) en drieëntwintig tot negenentwintig jaar (volwassenen). De deelnemers moesten steeds op de knop drukken als zij de piraat zagen en leerden gedurende de taak dat sommige piraatjes meer beloning opleverden dan andere. Alle deelnemers vertoonden meer activiteit in de nucleus accumbens (het pleziergebied) als ze een piraatje zagen dat een grote beloning aankondigde. Maar bij adolescenten was deze toename veel groter dan bij kinderen en volwassenen. Blijkbaar is op deze leeftijd dit gebied overactief. Daarnaast vertoonden ook alle deelnemers activiteit in de orbitofrontale cortex, het hersengebied dat belangrijk is voor het vormen van emotionele verbindingen. Ook hier was er echter een verandering te zien tussen de verschillende leeftijdsgroepen. Zowel jonge kinderen als adolescenten lieten grotere activiteit zien in dit hersengebied dan volwassenen. De adolescentengroep was dus uniek in een sterke reactie op mogelijke beloning in zowel hersengebieden die het plezier van beloning aangeven, als in hersengebieden die gedrag sturen richting beloning.

In een onderzoek in ons eigen laboratorium werd gekeken of deze leeftijdsveranderingen te maken hebben met de voorspelling of de uitkomst van een beloning. Deelnemers in de leeftijd elf tot twaalf jaar (begin puberteit), veertien en vijftien jaar (midden adolescentie) en achttien tot vierentwintig jaar (eind adolescentie, begin volwassenheid) werden meegenomen naar een casinosituatie. De deelnemers kregen drie gokkasten te zien. In elke gokkast verscheen een plaatje van een stuk fruit. Als in alle drie de gokkasten hetzelfde plaatje verscheen ontvingen ze een beloning, anders niet. Deze opzet kon leiden tot de volgende drie mogelijke uitkomsten. Als er bijvoorbeeld een appel, daarna een sinaasappel en daarna een druif in de gokkast verscheen, dan wist de deelnemer al bij het tweede plaatje dat er niks te winnen viel (appel en sinaasappel zijn al niet hetzelfde). Maar als er een appel, en daarna nog een appel verscheen dan werd het spannend, want er zat een kans in dat er gewonnen ging worden. Enkele keren was dit ook zo, en kregen ze een derde appel te zien: grote winst dus. Maar een aantal keren was dit niet zo, en werd na de twee appels ander fruit getoond, bijvoorbeeld een druif of een kers. Een analyse van de hersengebieden die actief waren bij deze taak liet belangrijke verschillen tussen de leeftijdsgroepen zien. Niet alleen het krijgen van een beloning, maar ook het anticiperen op een mogelijke beloning resulteerde in een toename van activiteit in de nucleus accumbens. De anticipatiereactie was uitvergroot voor zowel de jonge adolescenten (elf tot twaalf jaar) als de middenadolescenten (veertien tot vijftien jaar) in vergelijking met de oudste leeftijdsgroep. Deze bevindingen laten zien dat in de adolescentie niet alleen het vooruitzicht op het krijgen van een beloning (zoals bij de piraatjes die een beloning aankondigden), maar ook het vooruitzicht op een mogelijke beloning (zoals wanneer er al twee appels te zien zijn) al resulteert in overactiviteit in het pleziergebied.

 

Illustratie van een item uit een goktaak, waarbij deelnemers anticiperen op een mogelijke winst (links).Winstanticipatie leidt tot activiteit in de nucleus accumbens (rechtsboven), en bij adolescenten is dit gebied extra actief (rechtsonder). Gebaseerd op resultaten uit Van Leijenhorst et al. (Brain & Development Laboratorium, 2008).

 

 

Adolescenten zijn dus extra gevoelig voor de mogelijkheid dat er een beloning aankomt. Deze overgevoeligheid in de hersenen zou ook kunnen verklaren waarom adolescenten spannende situaties opzoeken. Een spannende situatie hangt namelijk vaak samen met een mogelijke aantrekkelijke opbrengst; het is spannend om met je skateboard van een muurtje te springen, maar van een hoog flatgebouw springen is niet leuk want de kans dat dat goed afloopt is namelijk veel te klein. Of denk bijvoorbeeld aan jongeren die op de brommer naar huis gaan na schooltijd. Een van hen bedenkt dat het leuk is om over het voetpad te scheuren en te slalommen langs paaltjes. Op zo’n moment kun je denken aan de mogelijkheid dat je valt, of iemand aanrijdt. Maar je kunt ook denken aan de kick van het hardrijden en hoe leuk het zal zijn om dit samen met je vrienden te doen. Op basis van hersenonderzoek weten we nu dat bij adolescenten alleen de mogelijkheid van dit ‘belonende’ gevoel al genoeg is om het pleziergebied in de hersenen te ontsteken.

Het betekent dat op het moment dat er een keuze moet worden genomen (‘Rijd ik voorzichtig en houd ik me aan de regels die ik heb moeten leren om mijn brommerrijbewijs te halen of doe ik mee?’), het vooruitzicht van de kick al de overhand neemt, en het niet wint van het rationele hersengebied dat de gevaren aanduidt. Deze strijd tussen emotie en rationele hersengebieden toont wederom aan waarom adolescenten soms wel, en soms geen verstandige keuzes maken. Voor ouders en leraren leidt dit soms tot moeilijk te voorspellen situaties. Als je je dus afvraagt bij de keuze van een adolescent: ‘Wat dacht je in vredesnaam toen je dat ging doen? Waarom doe je zulke dingen? Dacht je dan helemaal niet na?’, dan is het antwoord waarschijnlijk: ‘Uhm… nee, ik deed het gewoon…’

 

Laten we wat dieper ingaan op deze keuzes. In de hierboven beschreven onderzoeken onderzochten we in het laboratorium welke hersengebieden actief zijn bij het anticiperen op een mogelijke beloning. Maar hoe worden de keuzes precies gemaakt? Hoe kiezen adolescenten tussen een gevaarlijke en een veilige situatie? Om dit te onderzoeken is in het laboratorium gebruikgemaakt van een rad-van-fortuintaak, wederom een taak die veel overeenkomsten heeft met risicosituaties zoals we die ook tegenkomen in het casino. In dit onderzoek was er bij het rad van fortuin een kleine kans op grote winst (een geldbedrag), of een grote kans op kleine winst. Deelnemers mochten steeds zelf aangeven of ze wilden spelen voor de kleine of grote winst. In deze studie kozen de adolescenten, in vergelijking met volwassenen, vaker voor de opties waarbij er een kleine kans was op grote winst. Zij gaven ook aan dat ze blijer waren met winst dan volwassenen, maar ze waren minder geraakt door verlies dan volwassenen. Wederom waren ze vooral gericht op de voordelen van risicogedrag maar besteedden zij niet veel aandacht aan de nadelen (het verliezen van geld).

Tijdens de taak lieten adolescenten daarnaast meer activiteit zien in de nucleus accumbens (hersengebied dat reageert op beloning), terwijl volwassenen meer activiteit hadden in de amygdala (emotiegebied dat reageert op gevaarlijke situaties) en de prefrontale cortex (controlegebied belangrijk voor het overzien van langetermijnconsequenties van gedrag). Dus, zowel bij het anticiperen op een situatie die een beloning kan opleveren als bij het maken van keuzes waar een risico-element in zit, worden adolescenten meer gestuurd door pleziergebieden in de hersenen. In de beschreven onderzoeken wordt steeds gebruikgemaakt van geld om beloning te variëren, maar dezelfde gebieden die gevoelig zijn voor een geldbeloning blijken ook gevoelig voor andere prettige opbrengsten, zoals chocola, aantrekkelijke gezichten, vriendschap en samenwerking. Dit betekent dat al deze ‘belonende’ situaties het gedrag van adolescenten kunnen beïnvloeden.

 

Goed idee, slecht idee?

 

Waarom doen pubers soms van die stomme dingen? Pubers skaten zonder helm of elleboogbescherming want dat is ‘niet cool’. Zij leren pas op het allerlaatste moment voor een proefwerk en fietsen met zijn vieren naast elkaar op een weg waar auto’s met hoge snelheid langsrazen. Denken zij soms niet na? Dat is een vraag die veel ouders, leerkrachten, maar ook onderzoekers bezighoudt. We weten nu dat bij pubers de emoties soms de overhand hebben en ze spannende dingen doen omdat ze hun impulsen nog niet goed kunnen controleren. Wanneer we ze vragen om over risicovolle situaties na te denken weten ze best of iets een goed idee is of niet. Ze weten dus waar ze mee bezig zijn zou je denken. Maar uit onderzoek is gebleken dat pubers, wanneer je ze vraagt stil te staan bij de risico’s, soms echt op een andere manier dan volwassenen nadenken over dit soort situaties. Onderzoekers kwamen tot een bijzondere conclusie; het is namelijk zo dat als je adolescenten deze scenario’s voorlegt, zij niet niet over situaties nadenken, ze denken soms juist meer na dan nodig zou moeten zijn, alleen leidt dit niet altijd tot betere inzichten.

In een onderzoek naar beslissingen gaven onderzoekers adolescenten hypothetische situaties waar ze een simpel antwoord op moesten geven: is dit een goed idee of is dit een slecht idee? Situaties die een goed idee konden zijn waren neutrale zinnen zoals: ‘Een stukje wandelen?’ De slechtideesituaties konden zijn: ‘Zwemmen met haaien?’, ‘Een glas kapotbijten?’, of ‘Van een dak afspringen?’ Voor volwassenen overduidelijk slechte ideeën, maar voor adolescenten ligt dit anders. Waar volwassenen onmiddellijk antwoord gaven begonnen adolescenten een tijdje na te denken. Zwemmen met haaien, op zich gevaarlijk, maar het kan ook leuk zijn…

 

Illustratie van items uit een experiment waarbij deelnemers werd gevraagd om na te denken over ongevaarlijke en gevaarlijke scenario’s (links). Bij deze taak zijn de frontale cortex en de insula belangrijk (rechts). Gebaseerd op resultaten uit Baird et al. (Adolescent Expert Meeting, Leiden, 2007).

 

Als we tijdens deze taak een kijkje in de hersenen nemen zien we het volgende gebeuren. Bij volwassenen worden bij de gedachte aan een gevaarlijke situatie de hersengebieden actief die ook actief zouden zijn als ze de situatie echt zouden meemaken. Een specifiek gedeelte van de hersenen dat belangrijk is voor het voelen van een nare reactie, de insula genaamd, werd direct geactiveerd. Dit gebied is ook actief als je iets naars ruikt, of een walging voelt voor een bepaalde situatie. Het gebied zorgt ook meteen voor een lichaamsreactie, zoals een rilling of een buikgevoel. Het was duidelijk dat volwassenen niet over de situatie hoefden na te denken, ze voelden meteen aan dat dit iets was wat ze niet wilden meemaken, en wat zorgde voor een afkeerreactie. Adolescenten daarentegen hadden geen activiteit in dit gedeelte van de hersenen, ze voelden blijkbaar deze afkeerreactie niet. Ze hadden echter wel meer activiteit in de frontale cortex, het gebied van de hersenen dat belangrijk is voor het afwegen van alternatieven. Als problemen worden opgelost via deze rationele weg, waarbij er over situaties moet worden nagedacht, neemt dit vaak veel tijd in beslag. Dat is niet zo handig als je snel moet beslissen of een situatie gevaarlijk is of niet. Als we deze bevindingen samenvoegen met de verhoogde activiteit in de emotiegebieden bij het nadenken over een spannende situatie wordt het plaatje compleet. Waar volwassenen in een gevaarlijke situatie kunnen vertrouwen op een ‘gut feeling’ dat aangeeft of een situatie gevaarlijk is of niet, hebben adolescenten een focus op de mogelijke positieve uitkomsten. Als adolescenten gedwongen worden om na te denken over de situatie kost dit ze wat denktijd en overwegen ze eerst langdurig de voor- en nadelen voor ze tot de conclusie komen dat iets een slecht idee is. Er werd langer nagedacht en er was meer activiteit in de frontale cortex. Volwassenen vertrouwen op hun intuïtie als ze snel beslissingen moeten nemen, en deze intuïtie is gebaseerd op eerdere ervaringen (via somatische bestempeling); adolescenten moeten lang nadenken en kunnen nog niet goed vertrouwen op hun intuïtie.

Onderzoek heeft wel aangetoond dat adolescenten verbeteren in het nemen van ‘goede’ beslissingen als het probleem zo simpel mogelijk wordt aangegeven, zonder te veel details. Deze bevinding impliceert dat het niet veel zin heeft om adolescenten in detail uit te leggen wat de mogelijke risico’s zijn als ze bepaalde keuzes maken. In plaats daarvan heeft het meer zin om met zo weinig mogelijk details aan te geven dat bepaalde keuzes simpelweg geen goede optie zijn. Als Sam op de brommer van zijn oudere buurjongen naar zijn vriendjes wil rijden, is het mogelijk effectiever om hem te vertellen dat het verboden is om brommer te rijden tot je zestien bent omdat het te gevaarlijk is, dan om hem alle gevaren en mogelijke scenario’s in detail uit te leggen en dan te hopen dat hij zelf tot de conclusie komt dat het geen goed idee is.

 

Als we deze bevindingen op een rijtje zetten komen we tot de volgende conclusie: als adolescenten zich in een niet-emotioneel prikkelende omgeving bevinden kunnen zij risico’s goed inschatten en redeneren over mogelijke uitkomsten (zoals aan de keukentafel in een goed gesprek met hun ouders over de jongerenvakantie in Spanje). Zodra er echter een vooruitzicht is op een beloningsgevoel (in de breedste zin van het woord) dan worden de emotiecentra hyperactief (zoals in de discotheek in Spanje). Dit verklaart waarom adolescenten vaak op zoek gaan naar nieuwe uitdagende situaties, deze zoektocht is waarschijnlijk nodig in de weg naar maatschappelijke volwassenheid. Als adolescenten wordt gevraagd hoe zij over gevaarlijke situaties denken, blijkt dat zij niet meteen het waarschuwingsgevoel ervaren dat volwassenen wel kennen. Dit waarschuwingssysteem rijpt langzaam en komt pas op gang in de late adolescentie. Het voelen van wat goed of fout is, heeft ook belangrijke consequenties voor sociale relaties, maar dat is het onderwerp van het volgende hoofdstuk.

 

Ten slotte: vroege versus late hersenbeschadiging

 

Adolescenten proberen vaak nieuwe dingen uit, zoals skateboardspelletjes of nieuwe sporten. Toch leiden al te gevaarlijke escapades geregeld tot bezoekjes aan de eerste hulp, en soms kan een val zo hard zijn dat het hersenbeschadiging tot gevolg heeft. Wat doet dat eigenlijk met de puberhersenen, en reageren de emotionele gebieden hier anders op dan de rationele hersengebieden?

Over het algemeen wordt verondersteld dat het minder erg is om op jonge leeftijd hersenbeschadiging op te lopen dan op late leeftijd, omdat op jonge leeftijd de hersenen nog erg flexibel zijn. Omliggende hersengebieden kunnen dan nog gemakkelijk de functies van het beschadigde gebied overnemen. In veel gevallen is dat ook zo, vooral als het beschadiging aan de rationele cortex betreft. Maar voor emotionele hersengebieden, zoals de amygdala en de orbitofrontale cortex ligt dat even anders.

Wanneer patiënten vroege beschadiging oplopen aan de amygdala dan zijn hun beperkingen vaak groter dan wanneer zij pas als volwassene beschadiging krijgen aan dit hersengebied. Dit blijkt uit verschillende tests waarbij emotionele situaties moeten worden ingeschat. Hoewel patiënten die als volwassene beschadiging oplopen aan de amygdala ernstige beperkingen hebben in het herkennen van negatieve emoties op gezichten, kunnen zij wel vaak uitleggen wat bijvoorbeeld de emotie angst is, en kunnen zij de gevoelens die hierbij horen beschrijven. Ze voelen die emoties misschien zelf niet meer, maar ze weten wel wat deze emoties zijn, omdat ze deze ooit eerder zelf hebben ervaren. Patiënten die al heel vroeg in de kindertijd beschadiging hebben opgelopen aan de amygdala kunnen dit niet.

Hetzelfde geldt voor de orbitofrontale cortex. Onderzoekers uit Iowa beschreven eerder twee patiënten die op jonge leeftijd hersenbeschadiging hadden opgelopen aan de orbitofrontale cortex. De eerste patiënt was overreden door een auto toen zij vijftien maanden oud was. Rond de tijd van het ongeluk leek het alsof ze wonderbaarlijk snel weer hersteld was en was er aan haar gedrag niets te merken, maar dit veranderde toen ze in de puberteit raakte. De eerste symptomen van abnormaal gedrag waren al te zien in de kindertijd, toen zij niet leek te reageren op het krijgen van straf. Als veertienjarige ondervond zij veel problemen, omdat ze zich moeilijk aan regels kon houden en veel ruzie had met leeftijdsgenoten en haar ouders. Ze stal vaak en raakte betrokken bij vechtpartijen. Ook loog ze veel en liep weg van huis. Het leek alsof ze op geen enkele manier rekening hield met wat er in de toekomst kon gebeuren en ze alleen plannen maakte voor de korte termijn. Opmerkelijk was dat zij wel in staat was goed te presteren op school, blijkbaar was haar intelligentie niet aangetast. Op twintigjarige leeftijd werd zij onderzocht door artsen in Iowa. Er werden hersenscans gemaakt en een groot gedeelte van de orbitofrontale cortex bleek beschadigd. Er werd haar gevraagd om een groot aantal tests te maken en hoewel ze op alle rationele tests gemiddeld of bovengemiddeld scoorde maakte zij voornamelijk kortetermijnkeuzes op de goktaak met kaarten (zoals beschreven in het onderdeel over patiënten met orbitofrontale schade). Haar gedrag was net zo risicovol, of zelfs risicovoller dan dat van patiënten die op volwassen leeftijd beschadiging opliepen aan de orbitofrontale cortex.

Eenzelfde scenario voltrok zich bij een jongen bij wie op de leeftijd van drie jaar een tumor werd ontdekt in zijn orbitofrontale cortex. Deze werd succesvol verwijderd en bovendien leek zijn gedrag er totaal niet door aangetast. Dat veranderde toen hij de schoolgaande leeftijd bereikte. Hoewel hij normaal kon leren had hij veel moeite met het onderhouden van vriendschappen, en rond de leeftijd van negen jaar had hij geen enkele motivatie meer om dingen af te maken. Hij werd buitengesloten in sociale situaties omdat hij onverwacht woede-uitbarstingen kon hebben. Ook al maakte hij de middelbare school af, hierna kon hij geen plannen maken voor de toekomst en deed niets anders dan muziek luisteren en tv kijken. Ook deze jongen loog veel, kon geen vriendschappen onderhouden en had nauwelijks empathische gevoelens naar anderen toe. Hij leed aan obesitas en was afhankelijk van zijn ouders voor geld. Ook hij werd door de artsen in Iowa onderzocht, op de leeftijd van drieëntwintig jaar, en ook bij hem bleek uit een hersenscan een grote beschadiging aan de orbitofrontale cortex. Wederom presteerde hij zonder problemen op rationele tests, maar maakte hij alleen kortetermijnkeuzes op de goktaak met kaarten.

Opmerkelijk aan beide patiënten is dat ze waren opgevoed in stabiele gezinnen, waarbij er geen enkele indicatie was van neurologische of psychiatrische stoornissen. Beide patiënten hadden broers en zussen bij wie er geen enkele indicatie was van onbehoorlijk gedrag. Het lijkt erop dat de beschadiging aan de orbitofrontale cortex vroeg in de kindertijd heeft geleid tot grote beperkingen in emotie- of gedragsregulatie. Uit deze voorbeelden blijkt dat andere hersengebieden niet in staat waren om de functies van het beschadigde gebied over te nemen. De limbische gebieden van de hersenen, en ook de aanliggende gebieden zoals de orbitofrontale cortex blijken minder plastisch dan de cortex, waardoor beschadiging blijvende en ernstige gevolgen heeft.