Socrates had gelijk. Vanaf het moment dat de mens zijn eigen gedachten op papier ging zetten en die van anderen ging lezen, werd hij minder afhankelijk van de inhoud van zijn eigen geheugen. Wat ooit opgeslagen moest worden in het hoofd, kon nu vastgelegd worden op kleitabletten en papyrusrollen of tussen de omslagen van codices. Zoals de grote redenaar had voorspeld, putten de mensen hun herinneringen niet langer uit hun geest maar uit externe tekens. De verspreiding van de boekdrukkunst en het alfabetisme betekende een verdere vermindering van het vertrouwen op het eigen geheugen. Boeken en kranten die voorhanden waren in bibliotheken of bij mensen thuis werden aanvullingen op de biologische opslagplaats van de hersenen. Men hoefde niet alles meer te onthouden, je kon het gewoon opzoeken.

Maar dat was niet het hele verhaal. De verspreiding van gedrukte bladzijden sorteerde nog een ander effect dat Socrates niet had voorzien, maar waarmee hij waarschijnlijk blij zou zijn. Boeken gaven mensen een ongekend grote en diverse voorraad feiten, meningen, ideeën en verhalen, en zowel de methode als de cultuur van het diepe lezen moedigde hen aan om de gedrukte informatie in het geheugen te ‘prenten’. In de zevende eeuw merkte Sint-Isodorus, de bisschop van Sevilla, op dat ‘uitspraken van filosofen langer in het geheugen beklijven wanneer je ze in boekvorm leest’.¹ Omdat iedereen de vrijheid had om zijn eigen ‘leeskoers’ uit te stippelen, zijn eigen syllabus samen te stellen, werd het individuele geheugen niet zozeer meer sociaal bepaald, maar vormde het daarentegen de basis voor een heel eigen perspectief en persoonlijkheid. Geïnspireerd door het boek begonnen mensen zichzelf te zien als de auteurs van hun eigen herinneringen. In Shakespeare’s Hamlet betitelt de hoofdpersoon zijn geheugen als ‘het boek en volume van mijn brein’.

Socrates’ zorg dat schrijven het geheugen zou verzwakken, was volgens de Italiaanse schrijver en geleerde Umberto Eco een uiting van ‘een eeuwige angst: de angst dat een nieuwe technologische prestatie iets zou vernietigen wat ons dierbaar was, iets wat voor ons een intrinsieke en spirituele waarde heeft’. In dit geval bleek die angst ongegrond. Boeken vormen een aanvulling op, en volgens Umberto Eco ook een uitdaging voor het geheugen, ze verbeteren het zonder het te verstikken.²

De Nederlandse humanist Desiderius Erasmus benadrukte in zijn werk De Copia uit 1512 de relatie tussen het geheugen en het lezen. Hij spoorde zijn studenten aan om hun boeken te annoteren en met behulp van ‘een passend klein teken voorbeelden van opvallende woorden te markeren, archaïsche of moderne dictie, briljante stijl, spreuken en kernachtige opmerkingen die de moeite waard waren om te onthouden’. Ook stelde hij voor dat elke student en leraar een aantekenboekje bijhield dat hij indeelde naar onderwerp ‘zodat hij wanneer hij iets tegenkomt dat de moeite waard is, dit in de juiste rubriek kan noteren’. Uitwerken en regelmatig herlezen van de aantekeningen moesten ervoor zorgen dat ze in het geheugen bleven hangen. De passages moesten beschouwd worden als ‘een soort bloemen’, die wanneer ze van de bladzijden van een boek worden geplukt, bewaard konden worden tussende pagina’s van het geheugen.³

Erasmus, die op school grote lappen klassieke literatuur uit zijn hoofd had geleerd waaronder de complete werken van de dichter Horatius en de toneelschrijver Terentius, was geen voorstander van het uit het hoofd leren om het uit het hoofd leren, of als oefening voor het vasthouden van feiten. Voor hem was het memoriseren veel meer dan een middel om informatie op te slaan. Het was de eerste stap in een proces van synthese, een proces dat leidde tot een dieper en meer persoonlijk inzicht in wat men las. Hij was van mening, zoals de classica Erika Rummel uitlegt, dat iemand ‘moet verwerken of zich eigen moet maken wat hij leert en erover na moet denken, in plaats van slaafs de wenselijke kwaliteiten van de auteur te reproduceren’. Voor Erasmus was het memoriseren geen mechanisch en gedachteloos proces, maar een dat volgens Rummel een beroep deed op ‘creativiteit en beoordelingsvermogen’.⁴

Het advies van Erasmus doet denken aan de Romein Seneca, die ook een metafoor uit de natuur gebruikte om de cruciale rol te typeren die het geheugen speelt bij het lezen en denken. ‘We moeten de bijen imiteren,’ schreef Seneca, ‘en we moeten wat we allemaal verzameld hebben met ons leeswerk in aparte hokjes bewaren, want dingen die apart bewaard worden blijven langer goed. Vervolgens moeten we met gebruikmaking van onze talenten alle verschillende nectarsoorten mengen die we hebben geproefd en er één zoete substantie van maken, op een zodanige manier dat deze, zelfs als de oorsprong duidelijk is, sterk verschilt van haar oorspronkelijke staat.’⁵ Voor Seneca en Erasmus was het geheugen evenzeer een smeltkroes als een opslagplaats. Het was meer dan de som van alle dingen die de mens zich herinnerde. Het was iets nieuws: de essentie van een uniek zelf.

Het advies van Erasmus dat elke lezer een notitieboekje moest bijhouden om gedenkwaardige citaten in op te schrijven, vond op grote schaal navolging. Dergelijke notitieboekjes, die citatenboeken werden genoemd, verwierven een vaste plaats in het onderwijs in de Renaissance. Elke student hield zo’n boekje bij.⁶ Bij het aanbreken van de zeventiende eeuw werden ze ook buiten het onderwijs gebruikt. Citatenboeken werden beschouwd als noodzakelijk gereedschap voor de cultivering van een geschoolde geest. In 1623 merkte Francis Bacon op dat ‘er nauwelijks iets nuttigers kan zijn als hulpmiddel voor het geheugen dan een goede en geleerde verzameling citatenboeken’. Een goed bijgehouden citatenboek ‘leidt tot inventiviteit’ omdat het ons helpt de geschreven werken in ons geheugen op te nemen.⁷ Volgens Naomi Baron, hoogleraar linguïstiek aan de American University, diende een citatenboek van een heer in de achttiende eeuw ‘zowel als middel als verslag van zijn intellectuele ontwikkeling’.⁸

De populariteit van het citatenboek nam af toen het leven in de negentiende eeuw jachtiger werd, en halverwege de twintigste eeuw verloor de praktijk van het uit het hoofd leren ook zijn populariteit. Progressieve pedagogen verbanden deze vaardigheid uit de klaslokalen en deden haar af als een overblijfsel uit een minder verlichte tijd. Wat lang beschouwd was als een stimulans voor persoonlijk inzicht en creativiteit, werd nu gezien als een belemmering voor de verbeelding en gewoonweg als een verspilling van mentale energie. De introductie van nieuwe middelen voor het vastleggen en opslaan van informatie in de vorige eeuw – audiotapes, videotapes, microfilm en microfiche, fotokopieerapparaten, rekenmachines, computerdrives – heeft de reikwijdte en beschikbaarheid van het ‘kunstmatig geheugen’ enorm uitgebreid. Het leek steeds minder noodzakelijk om informatie in je eigen geheugen op te slaan. De komst van oneindige en makkelijk doorzoekbare databanken op internet zorgde voor een verdere verandering, niet alleen in de manier waarop we tegen herinneren aankijken, maar ook in de manier waarop we het geheugen zelf zien. Het net werd al snel beschouwd als een vervanging, veeleer dan als een aanvulling, van ons persoonlijke geheugen. Tegenwoordig praten mensen over kunstmatig geheugen alsof het niet verschilt van het biologische geheugen.

Clive Thompson, medewerker van Wired, noemt het net een ‘buitenboordbrein’ dat de rol van ons eigen geheugen overneemt. ‘Ik doe nauwelijks nog mijn best om iets te onthouden,’ zegt hij, ‘omdat ik onmiddellijk de benodigde informatie online kan vinden. Door allerlei gegevens te offloaden op de computer maken we onze grijze massa vrij voor relevantere menselijke taken zoals brainstormen en dagdromen’.⁹ David Brooks, een populaire New York Times -columnist, neemt eenzelfde standpunt in. ‘Ik had gedacht dat het wonder van het informatietijdperk ons zou helpen meer te weten, maar ik ben erachter gekomen dat het ons juist toestaat minder te weten. Het informatietijdperk schenkt ons externe cognitieve dienaren – geheugensystemen, onlinefilters, algoritmen die de voorkeur van de consument bepalen, en onlinekennis. We kunnen deze dienaren met allerlei taken belasten en zo onszelf bevrijden.’¹⁰

Peter Suderman, die schrijft voor het blad American Scene, beweert dat nu we min of meer permanent verbonden zijn met het net ‘het niet meer zo erg efficiënt is om onze hersenen te gebruiken voor de opslag van informatie’. Tegenwoordig moet het geheugen volgens hem functioneren als een eenvoudige index en ons verwijzen naar de plaatsen op het web waar we de informatie kunnen vinden die we nodig hebben. ‘Waarom zou je de inhoud van één enkel boek willen onthouden als je je hersenen kunt gebruiken als een gids die naar een hele bibliotheek verwijst? We memoriseren informatie niet meer, maar we slaan die digitaal op en onthouden wat we opgeslagen hebben. Omdat internet ons leert te denken zoals het zelf doet zal er uiteindelijk vrij weinig diepgaande kennis in onze hoofden zitten’.¹¹ Don Tapscott, een schrijver die zich bezighoudt met technologie, heeft een nog uitgesprokener mening. ‘Sinds we alles op kunnen zoeken met een klik op Google, is het memoriseren van lange passages of historische feiten niet meer van deze tijd. Van buiten leren is tijdverspilling.’¹²

Onze aanvaarding van de gedachte dat computerdatabases een effectieve en zelfs superieure vervanging zijn van het eigen geheugen is niet echt verrassend, maar een logisch gevolg van een veranderende kijk op de menselijke geest. Naarmate onze machines om gegevens op te slaan steeds omvangrijker en flexibeler werden, zijn de grenzen tussen het kunstmatige en het biologische geheugen vervaagd. En toch is dat een opmerkelijke ontwikkeling. Het idee dat het geheugen geoutsourcet kan worden, zoals Brooks het formuleert, zou op enig ander moment in de geschiedenis ondenkbaar zijn geweest. Voor de oude Grieken was het geheugen een godin: Mnemosyne, moeder van de muzen, en Augustinus beschouwde het als ‘onmetelijk en ondoorgrondelijk’, een manifestatie van god in de mens.¹³ Deze klassieke opvatting hield stand in de Middeleeuwen, de Renaissance en de Verlichting – en in feite tot het eind van de negentiende eeuw. Toen William James in 1892 tijdens een lezing voor een groep docenten verklaarde dat ‘de kunst van de herinnering de kunst van het denken is’, leek dat vanzelfsprekend.¹⁴ Nu klinken zijn woorden ouderwets. Het geheugen heeft niet alleen zijn goddelijke karakter verloren, het is hard op weg om ook zijn menselijke karakter kwijt te raken. Mnemosyne is een machine geworden.

De veranderde kijk op ons geheugen bewijst eens te meer dat we de metafoor aanvaard hebben die de hersenen portretteert als een computer. Wanneer het biologisch geheugen fungeert als een harde schijf en gegevens opslaat op bepaalde locaties en ze opdient als input voor calculaties van de hersenen, dan is het offloaden van die opslagcapaciteit op het web niet alleen mogelijk maar, zoals Thompson en Brooks beweren, zelfs bevrijdend. Het geeft ons een veel omvangrijker geheugen, terwijl we in onze hersenen ruimte kunnen vrijmaken voor waardevollere en zelfs ‘menselijkere’ activiteiten. De analogie is van een bedrieglijke eenvoud en lijkt beslist ‘wetenschappelijker’ dan het beeld van ons geheugen als een boek met gedroogde bloemen erin, of als honing in een honingraat. Maar er kleeft één probleem aan ons nieuwe, postinternetidee van het menselijk geheugen: het klopt niet.

Nadat Eric Kandel in het begin van de jaren zeventig had aangetoond dat synapsen door ervaring veranderen, ging hij nog jaren door met zijn onderzoek naar de zeeslak, waarbij hij zijn aandacht richtte op een ander aspect. Hij begon achter de neuronale prikkels te kijken die reflexen veroorzaakten, zoals het intrekken van de kieuw wanneer je die aanraakt, naar hoe de hersenen informatie opslaan als herinneringen. Kandel wilde, in het bijzonder, licht werpen op een van de centrale en onbevattelijke raadsels van de neurowetenschap: hoe het brein vluchtige kortetermijnherinneringen, zoals die elk moment van de dag ons werkgeheugen binnenkomen en weer verlaten, omzet in langetermijnherinneringen, die een leven lang meegaan.

Sinds het eind van de negentiende eeuw wisten neurologen en biologen al dat onze hersenen meer dan één soort geheugen bevatten. In 1885 voerde de Duitse psycholoog Hermann Ebbinghaus een vermoeiende reeks experimenten uit, met zichzelf als enige proefpersoon, die betrekking hadden op het memoriseren van tweeduizend nonsenswoorden. Hij ontdekte dat zijn vaardigheid om een woord in zijn geheugen op te slaan toenam naarmate hij het woord vaker bestudeerde, en dat het veel makkelijker was om tijdens een sessie een half dozijn woorden van buiten te leren dan een heel dozijn. Verder constateerde hij dat het proces van vergeten twee stappen kende. De meeste van de woorden die hij bestudeerd had, verdwenen zeer snel uit zijn geheugen, binnen een uur nadat hij ze gerepeteerd had, maar een kleinere reeks bleef veel langer hangen en verdween heel geleidelijk uit zijn geheugen. Op grond van deze resultaten concludeerde William James in 1890 dat er twee soorten herinneringen zijn: ‘primaire herinneringen’, die snel verdwijnen na de gebeurtenis die deze herinneringen heeft veroorzaakt, en ‘secundaire herinneringen’, die het brein eindeloos kan vasthouden.¹⁵

Rond diezelfde tijd bleek uit onderzoek naar de verwondingen van boksers dat een hersenschudding kan leiden tot een retrograde amnesie, waarbij alle herinneringen aan de minuten of uren voorafgaand aan de hersenschudding worden uitgewist terwijl oudere herinneringen intact blijven. Hetzelfde fenomeen werd waargenomen bij epileptici na een aanval. Dergelijke observaties impliceerden dat een herinnering, zelfs een sterke, gedurende korte tijd nadat ze gevormd is instabiel blijft. Het leek alsof er een bepaalde hoeveelheid tijd nodig was voordat een primaire, of kortetermijnherinnering, omgezet kon worden in een secundaire of langetermijnherinnering.

Die hypothese werd ondersteund door onderzoek van twee andere Duitse psychologen, Georg Müller en Alfons Pilzecker aan het eind van de negentiende eeuw. Als variatie op de experimenten van Ebbinghaus vroegen zij een aantal mensen om een lijst met nonsenswoorden van buiten te leren. Een dag later bleken de proefpersonen geen moeite te hebben om zich de lijst te herinneren. De onderzoekers voerden hetzelfde experiment uit met een andere groep, maar deze keer lieten de onderzoekers de groep direct na de eerste lijst een tweede lijst met woorden uit het hoofd leren. Tijdens de test de volgende dag was de groep niet in staat om zich de eerste reeks woorden te herinneren. Müller en Pilzecker voerden toen een laatste experiment uit, dat weer iets anders in elkaar zat. De derde groep proefpersonen leerde de eerste lijst met woorden uit het hoofd en kreeg na een pauze van twee uur een tweede lijst te leren. Net als de eerste groep had deze derde groep de volgende dag weinig moeite om zich de eerste lijst met woorden te herinneren. Müller en Pilzecker concludeerden dat het ongeveer een uur kost voordat herinneringen vastgezet, of ‘geconsolideerd’, worden in de hersenen. Kortetermijnherinneringen worden niet onmiddellijk langetermijnherinneringen, en consolidatie is een delicaat proces. Elke verstoring, of dat nu een klap tegen het hoofd is of een simpele afleiding, kan de nekslag zijn voor de herinnering in wording.¹⁶

Verdere onderzoeken bevestigden het bestaan van korte- en langetermijnherinneringen en bevestigden het belang van de consolidatiefase waarin de kortetermijnherinneringen omgezet worden in langetermijnherinneringen. In de jaren zestig deed de neuroloog Louis Flexner, verbonden aan de Universiteit van Pennsylvania, een intrigerende ontdekking. Nadat hij muizen had geïnjecteerd met een antibioticum waardoor hun cellen geen eiwitten konden produceren, merkte hij dat de dieren niet in staat waren om langetermijnherinneringen te vormen en dus niet wisten hoe ze een schok moesten vermijden als ze door een doolhof liepen. Maar ze konden hun kortetermijnherinneringen wel gewoon blijven opslaan. De implicatie was duidelijk: langetermijnherinneringen zijn niet alleen maar sterkere kortetermijnherinneringen. Bij de twee typen herinneringen komen verschillende biologische processen kijken. De opslag van langetermijnherinneringen vereiste de synthese van nieuwe eiwitten, die van kortetermijnherinneringen niet.¹⁷

Geïnspireerd door het succes van zijn eerdere experimenten met de Aplysia rekruteerde Kandel een groep onderzoekers waaronder psychologen en celbiologen om de fysieke werking te onderzoeken van zowel het korte- als het langetermijngeheugen. Ze begonnen heel nauwkeurig, cel voor cel, de neuronale signalen van een zeeslak in kaart te brengen, terwijl de slak leerde zich aan te passen aan prikkels van buitenaf zoals porren en stoten tegen zijn lichaam.¹⁸ Het onderzoek bevestigde al snel wat Ebbinghaus had waargenomen: hoe vaker een ervaring wordt herhaald, hoe langer de herinnering aan die ervaring blijft hangen. Herhaling leidt tot consolidatie. Toen ze bekeken wat de fysiologische effecten van die herhalingen waren op de individuele neuronen en synapsen, kwamen ze tot een opzienbarende ontdekking. Niet alleen veranderde de concentratie van neurotransmitters in de synapsen waardoor de bestaande verbindingen tussen de neuronen sterker werden, de neuronen ontwikkelden ook volledig nieuwe synaptische uiteinden. Met andere woorden: bij de vorming van langetermijnherinneringen spelen niet alleen biochemische veranderingen een rol, maar ook anatomische. Dat verklaarde, besefte Kandel, waarom de consolidatie van herinneringen nieuwe eiwitten vereist. Eiwitten spelen een essentiële rol bij structurele veranderingen in cellen.

De anatomische veranderingen in de relatief eenvoudige geheugencircuits van de zeeslak waren omvangrijk. In één geval kwamen onderzoekers erachter dat, voordat een langetermijnherinnering werd geconsolideerd, een bepaald sensorisch neuron ongeveer dertienhonderd synaptische verbindingen had met ongeveer vijfentwintig andere neuronen. Slechts ongeveer veertig procent van die verbindingen was actief en zond, met andere woorden, signalen uit door neurotransmitters te produceren. Na de vorming van het langetermijnherinnering was het aantal synaptische verbindingen meer dan verdubbeld, tot ongeveer zevenentwintighonderd, en was het actieve deel gestegen van veertig naar zestig procent. De nieuwe synapsen bleven intact zolang de herinnering voortduurde. Toen de herinnering vervaagde omdat de herhaling van de ervaring werd onderbroken, daalde het aantal synapsen uiteindelijk naar ongeveer vijftienhonderd. Het feit dat het aantal synapsen zelfs nadat een herinnering is vergeten iets hoger blijft dan het oorspronkelijk was, verklaart mede waarom het makkelijker is om iets voor een tweede keer te leren.

Naar aanleiding van nieuwe experimenten met de zeeslak schreef Kandel in zijn boek In Search of Memory: ‘We konden voor het eerst zien dat het aantal synapsen in de hersenen niet vastligt – het verandert tijdens leerprocessen! Bovendien houdt de langetermijnherinnering stand zolang de anatomische veranderingen standhouden.’ Het onderzoek toonde ook het belangrijke fysiologische verschil aan tussen twee soorten herinnering: ‘De kortetermijnherinnering produceert een verandering in de functie van de synaps en versterkt of verzwakt de reeds bestaande verbindingen; langetermijnherinneringen vereisen anatomische veranderingen.’¹⁹ Kandels bevindingen sluiten naadloos aan bij de ontdekkingen rond neuroplasticiteit van Michael Merzenich en anderen. Verdere experimenten maakten snel duidelijk dat biochemische en structurele veranderingen die een rol spelen bij de consolidatie van herinneringen, niet alleen voorkomen bij slakken. Ze vinden ook plaats in de hersenen van andere dieren, inclusief primaten.

Kandel en zijn collega’s hadden op cellulair niveau enkele geheimen van het geheugen ontsluierd. Maar ze wilden dieper – naar het moleculaire proces binnen de cellen. De onderzoekers waagden zich op ‘een terrein dat nog door niemand in kaart was gebracht’, zoals Kandel later zou zeggen.²⁰ Allereerst keken ze naar de moleculaire veranderingen die zich voordoen in de synapsen wanneer kortetermijnherinneringen worden gevormd. Ze ontdekten dat het proces veel meer inhoudt dan alleen het overbrengen van een neurotransmitter – glutamaat in dit geval – van het ene neuron naar het andere. Ook andere soorten cellen, zogenoemde interneuronen, zijn bij dit proces betrokken. De interneuronen produceren de neurotransmitter serotonine, die de synaptische verbindingen nauwkeurig afstelt en de hoeveelheid glutamaat regelt die in de synaps terechtkomt. Samen met de biochemici James Schwartz en Paul Greengard kwam Kandel tot de ontdekking dat die nauwkeurige afstelling plaatsvindt middels een reeks moleculaire signalen. De serotonine die afgegeven wordt door het interneuron verbindt zich met een receptor op het membraan van het presynaptische neuron – het neuron met een elektrische lading – dat een chemische reactie veroorzaakt waarbij het neuron een molecuul produceert die we cyclische AMP noemen. De cyclische AMP activeert op zijn beurt een eiwit genaamd kinase A, een katalytisch enzym dat de cel aanspoort om meer glutamaat af te geven aan de synaps en zodoende de synaptische verbinding versterkt. Zo wordt ook de elektrische activiteit in de betreffende neuronen verlengd en het brein in staat gesteld om de kortetermijnherinnering gedurende enkele seconden of minuten vast te houden.

De volgende uitdaging die Kandel te wachten stond was de vraag hoe dergelijke kortetermijnherinneringen omgezet konden worden in langetermijnherinneringen. Wat was de moleculaire basis van het consolidatieproces? Als hij die vraag wilde beantwoorden, zou hij zich moeten begeven op het terrein van de genetica.

In 1983 vroeg het prestigieuze Howard Hughes Medical Institute Kandel om samen met Schwartz en Richard Axel, neurowetenschapper aan Columbia University, leiding te geven aan een onderzoek naar moleculaire cognitie. Het team slaagde er spoedig in om neuronen te vergaren uit de larvale Aplysia en ze te gebruiken voor de kweek van een weefselcultuur, een basaal neuraal circuit met onder meer een presynaptisch neuron, een postsynaptisch neuron en daartussen de synaps. Om de werking van de modulerende interneuronen na te bootsen, injecteerden de wetenschappers serotonine in de weefselcultuur. Een enkele dosis serotonine, de nabootsing van één leerervaring, veroorzaakte, zoals verwacht, de afscheiding van glutamaat en dat leidde tot de tijdelijke versterking van de synaps die typerend is voor het kortetermijngeheugen. Vijf afzonderlijke doses serotonine daarentegen maakten de bestaande synaps dagenlang sterker en veroorzaakten ook de vorming van nieuwe synaptische uiteinden, en dat zijn veranderingen die typerend zijn voor het langetermijngeheugen.

Na herhaalde injecties met serotonine verplaatste het enzym kinase A zich, samen met een ander enzym genaamd MAP, van het cytoplasma dat aan de rand van het neuron ligt naar de kern van het neuron. Daar activeert kinase A een eiwit genaamd CREB-1, dat op zijn beurt een reeks genen activeert die eiwitten samenbinden. Het neuron heeft deze eiwitten nodig om nieuwe synaptische uiteinden te kweken. Tegelijkertijd activeert het MAP een ander eiwit, CREB-2, dat een reeks genen uitschakelt die de groei van nieuwe uiteinden belemmeren. Via een complex chemisch proces van ‘cellular marking’ concentreren de resulterende synaptische veranderingen zich in bepaalde gebieden aan de oppervlakte van het neuron en worden gedurende langere periodes in stand gehouden. Dankzij dit ingewikkelde proces, met allerlei gecompliceerde chemische en genetische signalen en veranderingen, kunnen de synapsen dagen en soms jaren herinneringen bewaren. ‘De groei en handhaving van nieuwe synaptische uiteinden,’ schrijft Kandel, ‘zorgen ervoor dat herinneringen beklijven.’²¹ Het proces maakt ook duidelijk dat onze ervaringen dankzij de plasticiteit van onze hersenen constant ons gedrag en onze identiteit bepalen: ‘Het feit dat een gen ingeschakeld moet worden om een langetermijnherinnering te vormen, laat duidelijk zien dat genen niet simpelweg determinanten van gedrag zijn, maar ook reageren op omgevingsprikkels, zoals het leerproces.’²² Het mentale leven van een zeeslak, dat mogen we best zeggen, is niet bijster opwindend. De geheugencircuits die Kandel en zijn team bestudeerden, waren simpel. Ze draaiden om de opslag van wat psychologen ‘impliciete’ herinneringen noemen – onbewuste herinneringen aan ervaringen uit het verleden die automatisch opgeroepen worden bij het uitoefenen van een reflexieve handeling of het herhalen van een aangeleerde vaardigheid. Een slak doet een beroep op impliciete herinneringen wanneer hij zijn kieuw intrekt, een mens wanneer hij met een basketbal dribbelt of fietst. Zoals Kandel uitlegt wordt een impliciete herinnering ‘rechtstreeks opgeroepen door de uitvoering van de handeling zonder enige bewuste inspanning, of zonder dat we er ons zelfs van bewust zijn dat we een beroep doen op ons geheugen’.²³

Wanneer we over onze herinneringen praten, hebben we het meestal over ‘expliciete’ herinneringen – herinneringen aan mensen, gebeurtenissen, feiten, ideeën, gevoelens en indrukken die we kunnen oproepen in het werkgeheugen van onze bewuste geest. Ons expliciete geheugen is alles wat we zeggen te kunnen herinneren uit het verleden. Kandel noemt de expliciete herinnering een ‘complexe herinnering’ en heeft daar goede redenen voor. Bij de langetermijnopslag van expliciete herinneringen komen namelijk alle biochemische en moleculaire processen van ‘synaptische consolidatie’ kijken die een rol spelen bij de opslag van impliciete herinneringen. Maar het vereist ook een tweede vorm van consolidatie, de zogenoemde ‘systeemconsolidatie’, waarbij interacties tussen verafgelegen gebieden van de hersenen een rol spelen. Het onderzoek naar de werking van systeemconsolidatie verkeert nog in de beginfase, maar duidelijk is in elk geval dat de consolidatie van expliciete herinneringen draait om een lange en ingewikkelde ‘conversatie’ tussen de cerebrale cortex en de hippocampus.

De hippocampus is een klein en oud deel van de hersenen, gelegen onder de cortex, diep tussen de mediale temporaalkwabben. Behalve als de zetel van ons oriëntatievermogen – het is de plek waar de Londense taxichauffeurs hun mentale plattegronden van de stad opslaan – speelt de hippocampus een rol in de vorming en het beheer van expliciete herinneringen. De ontdekking van de relatie tussen de hippocampus en onze geheugenopslag is voor een groot deel te danken aan het tragische leven van Henry Molaison. De in 1926 geboren Molaison ontwikkelde in zijn jeugd epilepsie als gevolg van ernstig hoofdletsel. Gaandeweg kreeg hij steeds meer last van aanvallen. De bron van zijn kwaal werd uiteindelijk gelokaliseerd in het gebied van zijn hippocampus. In 1953 verwijderden de artsen het grootste deel daarvan, plus andere delen van de mediale temporaalkwabben. Deze ingreep bevrijdde Molaison van zijn epilepsie, maar had een buitengewoon vreemd effect op zijn geheugen. Zijn impliciete geheugen bleef intact, evenals zijn oudere expliciete herinneringen. Hij kon zich gebeurtenissen uit zijn jeugd tot in de kleinste details herinneren. Maar veel van zijn meer recente expliciete herinneringen – waarvan sommige teruggingen tot jaren voor de chirurgische ingreep – waren verdwenen. Ook was hij niet meer in staat om nieuwe expliciete herinneringen op te slaan. Gebeurtenissen ontglipten hem vrijwel onmiddellijk nadat ze hadden plaatsgevonden.

De ervaringen van Molaison, die nauwkeurig werden vastgelegd door de Engelse psychologe Brenda Milner, suggereren dat de hippocampus van cruciaal belang is bij de consolidatie van nieuwe expliciete herinneringen, maar dat na een tijd veel van die herinneringen een bestaan gaan leiden los van de hippocampus.²⁴ Uitgebreide experimenten in de afgelopen vijftig jaar hebben dit raadsel verder opgelost. De herinnering aan een ervaring lijkt aanvankelijk niet alleen te worden opgeslagen in gebieden van de cortex die de ervaring registreren – de auditieve cortex voor de herinnering aan een geluid, de visuele cortex voor een herinnering aan een waarneming, enzovoorts – maar ook in de hippocampus. Die biedt een ideale opslagplaats voor nieuwe herinneringen, omdat zijn synapsen in staat zijn om heel snel te veranderen. Binnen een paar dagen helpt de hippocampus via vooralsnog mysterieuze signaalprocessen mee de herinnering vast te leggen in de cortex, waardoor kortetermijnherinnering in langetermijnherinnering wordt getransformeerd. Wanneer de herinnering uiteindelijk volledig is geconsolideerd, lijkt ze uit de hippocampus te worden gewist. De cortex wordt de enige bewaarplaats. De volledige verplaatsing van een expliciete herinnering van de hippocampus naar de cortex is een geleidelijk proces dat vele jaren in beslag kan nemen.²⁵ Daarom verdwenen zo veel van Molaisons herinneringen samen met zijn hippocampus.

De hippocampus lijkt zich te gedragen als een soort dirigent die de symfonie van ons bewuste geheugen dirigeert. Hij is niet alleen betrokken bij het vastleggen van bepaalde herinneringen in de cortex, maar speelt vermoedelijk ook een rol bij het vervlechten van de verschillende contemporaine herinneringen – visueel, ruimtelijk, auditief, tactiel en emotioneel – die afzonderlijk opgeslagen worden in de hersenen maar zich op de een of andere manier samenvoegen tot één naadloze herinnering aan een gebeurtenis. Neurowetenschappers vermoeden eveneens dat de hippocampus meehelpt om nieuwe herinneringen te koppelen aan oude. Op die manier ontstaat er een rijk netwerk van neuronale verbindingen die het geheugen zijn flexibiliteit en diepgang geven. Veel van de verbindingen tussen herinneringen worden vermoedelijk gesmeed terwijl we slapen, omdat de hippocampus dan ontlast wordt van een aantal andere cognitieve taken. Zoals psychiater Daniel Siegel uitlegt in zijn boek The Developing Mind: ‘Hoewel dromen gevuld zijn met een combinatie van schijnbaar willekeurige activiteiten, aspecten van ervaringen van de vorige dag en elementen uit het verre verleden, zouden ze weleens belangrijk kunnen zijn voor de manier waarop het brein de ontelbare expliciete herinneringen consolideert tot een coherente reeks voorstellingen voor het permanente, geconsolideerde geheugen.’²⁶ Onderzoek toont aan dat wanneer we slecht slapen ook ons geheugen daaronder lijdt.²⁷

Er valt nog een heleboel te leren over de werking van het expliciete en impliciete geheugen, en veel van wat we nu weten, zal herzien en verfijnd worden door toekomstig onderzoek. Maar steeds meer onderzoeksresultaten maken duidelijk dat de herinnering een product is van een buitengewoon ingewikkeld, natuurlijk proces, dat op elk moment aangepast wordt aan de unieke leefomgeving van het individu, aan zijn unieke patroon van ervaringen. De oude botanische metaforen voor het geheugen, met hun nadruk op constante, onpeilbare organische groei, blijken opvallend treffend. In feite zijn ze toepasselijker dan onze nieuwe hightechmetaforen die het biologisch geheugen vergelijken met exact omschreven bits van digitale gegevens, opgeslagen in databases en verwerkt door computerchips. Bij het menselijk geheugen spelen biologische, chemische, elektrische en genetische elementen een rol en elk aspect van een menselijke herinnering – de manier waarop het gevormd, in stand gehouden en opgeroepen wordt – kent vrijwel onbeperkte gradaties. Het computergeheugen bestaat uit eenvoudige binaire bits – enen en nullen – die verwerkt worden door vaste circuits, die geopend en gesloten kunnen worden, maar niets daartussenin.

Kobi Rosenblum, hoofd van de afdeling Neurobiologie en Ethologie aan de Universiteit van Haifa in Israël, heeft de consolidatie van herinneringen uitgebreid onderzocht. Een van de opvallende lessen die we uit zijn onderzoek kunnen trekken is dat het biologisch geheugen zo duidelijk anders werkt dan het computergeheugen. ‘De vorming van langetermijnherinnering in het menselijk brein,’ zegt hij, ‘is een ongelooflijk proces dat totaal anders is dan de “kunstmatige hersenen” van een computer. Terwijl een kunstmatig brein informatie verwerkt en die vrijwel onmiddellijk in zijn geheugen opslaat, gaat het menselijk brein door met het verwerken van informatie lang nadat die is ontvangen, en de kwaliteit van de herinneringen hangt af van de vraag hoe de informatie verwerkt is.’²⁸ Het biologische geheugen is iets levends, het computergeheugen niet.

Degenen die het outsourcen van het geheugen aan het web roemen, zijn misleid door een metafoor. Ze zien het fundamenteel organische karakter van het biologische geheugen over het hoofd. Wat het echte geheugen zijn rijkdom en karakter geeft, is zijn onbepaaldheid, om van zijn geheimzinnigheid en fragiliteit nog maar te zwijgen. Het geheugen bestaat in de tijd en verandert naarmate het lichaam verandert. Het lijkt er zelfs op dat het oproepen van een herinnering het hele proces van consolidatie weer opnieuw in gang zet, inclusief de aanmaak van eiwitten voor de vorming van nieuwe synaptische uiteinden.²⁹ Wanneer we een expliciete langetermijnherinnering terugbrengen in het werkgeheugen, wordt deze weer een kortetermijnherinnering. Wanneer we die herinnering herconsolideren, krijgt ze weer een nieuwe reeks verbindingen – een nieuwe context. Zoals Joseph LeDoux uitlegt: ‘Het brein dat zich iets herinnert, is niet het brein dat de oorspronkelijke herinnering vormde. Als een oude herinnering van nut wil zijn in het huidige brein dan moet de herinnering geupdatet worden.’³⁰ Het biologische geheugen bevindt zich in een permanente staat van vernieuwing. De herinnering die daarentegen in een computer opgeslagen wordt, neemt de vorm aan van duidelijk afgebakende en statische bits; je kunt die bits van de ene schijf naar de andere verplaatsen zoveel als je wilt, maar ze blijven altijd precies zoals ze waren.

De voorstanders van het outsource-idee verwarren het werkgeheugen ook met het langetermijngeheugen. Als iemand er niet in slaagt een feit, idee of ervaring te consolideren in het langetermijngeheugen wil dat niet zeggen dat hij daarmee ruimte in zijn hersenen vrijmaakt voor andere functies. In tegenstelling tot het werkgeheugen, met zijn beperkte capaciteit, kan het langetermijngeheugen zich met een vrijwel onbeperkte elasticiteit uitbreiden en weer inkrimpen, dankzij het vermogen van de hersenen om synaptische uiteinden te laten groeien en weer te laten krimpen en de sterkte van de synaptische verbindingen constant aan te passen. ‘In tegenstelling tot een computer,’ schrijft Nelson Cowan, geheugendeskundige en docent aan de University of Missouri, ‘bereikt het normale menselijke brein nooit een punt waarop ervaringen niet meer vastgelegd kunnen worden in het geheugen; de hersenen kunnen niet vol raken.’³¹ Torkel Klingberg voegt hieraan toe: ‘De hoeveelheid informatie die in het langetermijngeheugen opgeslagen kan worden, is in feite onbeperkt.’³² Bovendien laat allerlei bewijsmateriaal zien dat onze geest scherper wordt naarmate ons persoonlijk reservoir aan herinneringen groeit. Sheila Crowell, klinisch psychologe, schreef in haar boek The Neurobiology of Learning dat juist de handeling van het zich herinneren het brein op een zodanige manier verandert dat het het toekomstige aanleren van ideeën en vaardigheden kan bevorderen.³³

Als we nieuwe langetermijnherinneringen opslaan, beperken we onze mentale krachten niet, maar versterken ze juist. Elke uitbreiding van ons geheugen gaat gepaard met een vergroting van onze intelligentie. Het web verschaft een handige en verleidelijke aanvulling op ons persoonlijke geheugen, maar als we het web gaan gebruiken als substituut, en op die manier de innerlijke consolidatieprocessen overslaan, lopen we het risico dat we ons brein van zijn rijkdommen beroven.

Toen scholen in de jaren zeventig het gebruik van zakrekenmachines toestonden, kwamen veel ouders in opstand. Ze waren bang dat hun kinderen minder inzicht in wiskunde zouden krijgen als ze dit soort apparaatjes zouden hanteren. Volgens erop volgende onderzoeken was deze angst grotendeels ongegrond.³⁴ Omdat leerlingen niet meer genoodzaakt waren tijd te besteden aan routinematige berekeningen, verwierven ze juist een beter begrip van de principes die aan de opgaven ten grondslag lagen. Tegenwoordig wordt het verhaal van de rekenmachine vaak van stal gehaald als argument voor de stelling dat onze toenemende afhankelijkheid van onlinedatabases onschuldig en zelfs bevrijdend is. Omdat het ons bevrijdt van al dat geheugenwerk, stelt het web ons in staat meer tijd te besteden aan creatief denkwerk, zo is de redenering. Maar die vergelijking gaat niet op. De rekenmachine ontlastte de druk op ons werkgeheugen, waardoor er in het kortetermijngeheugen meer ruimte vrijkwam voor abstracte redeneringen. Zoals ervaringen van wiskundestudenten hebben laten zien, heeft de rekenmachine het makkelijker gemaakt om ideeën van het werkgeheugen te transporteren naar het langetermijngeheugen en ze te coderen in conceptuele schema’s die belangrijk zijn voor het opbouwen van kennis. Het web heeft een heel ander effect: het legt juist meer druk op ons werkgeheugen, en verdringt zo niet alleen het abstractere of diepere denken, maar verhindert ook de consolidatie van langetermijnherinneringen en de ontwikkeling van schema’s. De rekenmachine, een krachtig, maar zeer gespecialiseerd hulpmiddel, bleek een nuttige steun voor het geheugen. Het web is een technologie van vergeetachtigheid.

Wat bepaalt wat we onthouden en wat we vergeten? Het sleutelwoord voor het consolideren van herinneringen is aandacht. De opslag van expliciete herinneringen en de vorming van verbindingen ertussen vereisten een grote mentale concentratie, die versterkt kan worden door herhaling of door intense intellectuele of emotionele betrokkenheid. Hoe scherper de aandacht, hoe scherper de herinnering. ‘Een herinnering kan zich pas vastzetten als de binnenkomende informatie grondig en diep verwerkt wordt,’ schrijft Kandel. ‘Dat is het geval wanneer er aandacht besteed wordt aan de informatie en wanneer deze op een zinvolle en systematische manier in verband wordt gebracht met kennis die zich al stevig in het geheugen heeft genesteld.’³⁵ Als we niet in staat zijn om aandacht te besteden aan de informatie in ons werkgeheugen, dan beklijft deze net zo lang als de neuronen, die de informatie bevatten, hun elektrische lading behouden: ten hoogste een paar seconden. Daarna verdwijnt de informatie en laat ze weinig of geen sporen na in het brein.

Aandacht lijkt iets ongrijpbaars – een ‘schim in het hoofd’, zoals de ontwikkelingspsycholoog Bruce McCandliss het noemt³⁶ – maar het is een echte, fysieke toestand, die overal in de hersenen materiële effecten veroorzaakt. Recente experimenten met muizen wijzen erop dat het aandacht schenken aan een idee of ervaring een kettingreactie in gang zet die kriskras door de hersenen gaat. Bewuste aandacht begint in de frontaalkwabben van de cerebrale cortex. Vervolgens sturen de neuronen van de cortex signalen naar de neuronen in de middenhersenen, die de krachtige neurotransmitter dopamine produceren. De axonen van deze neuronen reiken helemaal tot in de hippocampus en vormen een verspreidingskanaal voor de neurotransmitter. Wanneer de dopamine eenmaal in de synapsen van de hippocampus terecht is gekomen, zet die de consolidatie van de expliciete herinnering in gang, vermoedelijk door genen te activeren die de synthese van nieuwe eiwitten veroorzaken.³⁷

De stroom aan berichten die we ontvangen wanneer we online zijn, is niet alleen een overbelasting van ons werkgeheugen, het maakt het ook veel moeilijker voor onze frontaalkwabben om de aandacht op één bepaald bericht te richten. Het proces van consolidatie kan niet eens beginnen. En, met dank wederom aan de plasticiteit van onze neuronale paden, hoe meer we het web gebruiken, des te meer we ons brein leren om afgeleid te raken: om informatie snel en zeer efficiënt te verwerken, maar zonder een lange aandachtsspanne. Dat verklaart waarom velen van ons het zo moeilijk vinden om zich te concentreren, ook als ze niet achter de computer zitten. Onze hersenen raken bedreven in het vergeten en verliezen de vaardigheid om dingen te onthouden. Onze groeiende afhankelijkheid van het web doet sterk denken aan een vicieuze cirkel. Nu het web het lastiger maakt om informatie op te slaan in ons biologische geheugen, worden we gedwongen een steeds groter beroep te doen op het omvangrijke en makkelijk te doorzoeken kunstmatige geheugen, ook al maakt dat oppervlakkige denkers van ons.

De veranderingen in onze hersenen vinden automatisch plaats, buiten ons bewustzijn om, maar dat ontslaat ons niet van de verplichting om verantwoordelijkheid te nemen voor de keuzes die we maken. Een ding dat ons onderscheidt van andere dieren is dat we zeggenschap hebben over onze aandacht. ‘Leren denken’ betekent in feite ‘leren hoe je invloed uit kunt oefenen op hoe en wat je denkt,’ zei de schrijver David Foster Wallace tijdens een toespraak op Kenyon College in 2005. ‘Het betekent dat je bewust en aandachtig genoeg bent om te kiezen waarop je je aandacht richt, en hoe je betekenis ontleent aan ervaringen.’ Die zeggenschap opgeven veroorzaakt ‘het constante en knagende gevoel dat je ooit iets oneindigs hebt gehad dat je nu bent kwijtgeraakt’.³⁸ De geestelijk gekwelde Wallace – tweeënhalf jaar na zijn toespraak hing hij zichzelf op – wist maar al te goed wat er op het spel stond bij het kiezen waarop je je aandacht richt, en wat er gebeurt als je niet of verkeerd kiest. Wanneer je afstand doet van de controle over je aandacht, dan is dat op eigen risico. Alles wat neurochirurgen tot nu toe hebben ontdekt over de cellulaire en moleculaire werking van het menselijk brein bevestigt dat standpunt.

Socrates mag zich dan vergist hebben in de gevolgen van het schrijven, hij had wel gelijk toen hij ons waarschuwde dat we de rijkdom van het menselijk geheugen niet zomaar als vanzelfsprekend moesten beschouwen. Zijn voorspelling van een hulpmiddel dat ‘vergeetachtigheid zou implanteren’ in de menselijke geest en ‘waarbij geheugen vervangen zou worden door geheugensteuntjes’, heeft met de komst van het web een nieuwe lading gekregen. De voorspelling was misschien wat prematuur, maar zeker niet fout. De rijkdom aan verbindingen binnen ons eigen brein is waarschijnlijk het grootste van alle offers die we brengen wanneer we onze toevlucht nemen tot het internet als belangrijkste medium. Het klopt dat het web zelf een netwerk is van verbindingen, maar de hyperlinks die de verbindingen vormen tussen onlinedata stellen niets voor vergeleken bij de synapsen in onze hersenen. De links van het web zijn niet meer dan adressen, simpele softwaretags die een browser naar een volgende pagina met informatie leiden. Ze missen de organische rijkdom en de gevoeligheid van onze synapsen. De verbindingen van de hersenen ‘verschaffen niet alleen toegang tot het geheugen, ze vormen het ook op allerlei manieren,’ aldus Ari Schulman.³⁹ De verbindingen van het web zijn niet onze verbindingen, en hoeveel uren we ook doorbrengen met zoeken en surfen, het zullen nooit onze verbindingen worden. Wanneer we ons geheugen uitbesteden aan een machine, besteden we ook een zeer belangrijk deel van ons intellect uit, en zelfs van onze identiteit. In 1892 besloot William James zijn lezing over het geheugen met de woorden: ‘De verbindingen zijn het denken.’ Daaraan zouden we kunnen toevoegen: ‘De verbindingen zijn het ik.’

‘Ik voorspel de geschiedenis van de toekomst,’ schreef Walt Whitman in een van de eerste strofen van de dichtbundel Leaves of Grass. We weten allang dat de cultuur waarin een persoon wordt grootgebracht de inhoud en het karakter van zijn geheugen beinvloedt. Mensen die geboren worden in maatschappijen waarin individuele prestaties geprezen worden, zoals in de VS, kunnen over het algemeen beter gebeurtenissen uit hun verleden onthouden dan mensen uit samenlevingen waar gemeenschappelijke prestaties belangrijk zijn, zoals in Korea.⁴⁰ Psychologen en antropologen komen nu tot de ontdekking, zoals Walt Whitman al aanvoelde, dat de invloed twee kanten op werkt. Het individuele geheugen vormt en onderhoudt het ‘collectieve geheugen’ dat het fundament vormt van cultuur. Wat opgeslagen ligt in de individuele geest – gebeurtenissen, feiten, ideeën, vaardigheden – is meer dan een ‘afspiegeling van de kenmerken van een individu’, aldus Pascal Boyer. Het is ook ‘de crux van culturele overdracht’.⁴¹ Ieder van ons draagt de geschiedenis van de toekomst met zich mee. Cultuur wordt in stand gehouden in onze synapsen.

Het offloaden van het geheugen op externe databanken bedreigt niet alleen de diepgang en uniciteit van het individu, maar ook de diepgang en uniciteit van de cultuur die we allen delen. In een onlangs verschenen essay beschrijft de toneelschrijver Richard Foreman in fraaie bewoordingen wat er op het spel staat. ‘Ik ben het product van de westerse cultuur, waarin het ideaal (mijn ideaal) bestond uit de complexe, compacte “kathedraalachtige” structuur van de hoogopgeleide en welbespraakte persoonlijkheid, een man of vrouw die een persoonlijke en unieke versie van het hele erfgoed van het Westen met zich meedroeg. Maar nu zie ik bij iedereen (mijzelf incluis) dat die complexe innerlijke dichtheid vervangen wordt door een nieuw soort zelf dat zich ontwikkelt onder druk van een informatie-overload en een technologie van het “onmiddellijk beschikbare”.’ Nu we onze ‘innerlijke rijkdom aan cultureel erfgoed’ langzamerhand kwijtraken, concludeert Foreman, lopen we het gevaar dat we veranderen in ‘pannenkoekmensen’: breed en plat uitgerold, verbonden aan het enorme netwerk van informatie die beschikbaar is via de druk op een knop.⁴²

Cultuur is meer dan de verzameling van wat Google omschrijft als ‘wereldwijde informatie’. Het is meer dan wat teruggebracht kan worden tot een binaire code en geüpload kan worden op het net. Als cultuur haar levendigheid wil behouden, moet zij vernieuwd worden in de geest van de leden van elke generatie. Wanneer het geheugen geoutsourcet wordt, kwijnt de cultuur weg.