Neurologie: hippocampus, concepten

De rol van de hippocampus als een verwerker van concepten werd in één klap "beroemd" door de publicatie van de eerste onderzoeksresultaten die erop wezen onder de noemer "de Jennifer Aniston cel". Hier is de versie van dit overal gepubliceerde verhaal in de wetenschappelijke pers (New Scientist, 22-06-2005, door Anna Gosline):
  Why your brain has a ‘Jennifer Aniston cell'

...    Rodrigo Quiroga, at the University of Leicester, UK, who led the ... study, and his colleagues ...
    ... the team turned to eight patients currently undergoing treatment for epilepsy. In an attempt to locate the brain areas responsible for their seizures, each patient had around 100 tiny electrodes implanted in their brain. Many of the wires were placed in the hippocampus - an area of the brain vital to long-term memory formation.
    They first gave each subject a screening test, showing them between 71 and 114 images of famous people, places, and even food items. For each subject, the researchers measured the electrical activity or "firing" of the neurons connected to the electrodes. Of the 993 neurons sampled, 132 fired to at least one image.
    The team then went back for a testing phase, this time showing participants three to seven different pictures of the initial 132 photo subjects that hit. For example, one woman saw seven different photos of the Jennifer Aniston alongside 80 other photos of animals, buildings or additional famous people such as Julia Roberts. The neuron almost ignored all other photos, but fired steadily each time Aniston appeared on screen.
    The team found similar results with another woman who had a neuron for pictures of Halle Berry, including a drawing of her face and an image of just the words of her name. "This neuron is responding to the concept, the abstract entity, of Halle Berry," says Quiroga. "If you show a line drawing or a profile, it's the same response. We also showed pictures of her as Catwoman, and you can hardly see her because of the mask. But if you know it is Halle Berry then the neurons still fire."    ...

Deze uitkomst kan nooit het hele verhaal zijn, omdat levende cellen een redelijk beperkte levensduur hebben. Eén dode cel, en de hele herinnering aan Jennifer Aniston zou verdwijnen. Nader onderzoek was dus nodig, maar lastig. Want dit soort onderzoek, waarvoor dus hele fijne elektrodes in de hippocampus ingebracht moeten worden, is dus vrij sterk invasief, dat wil zeggen: je moet er mensen voor opensnijden. Het kon dus slechts worden gedaan bij patiënten, in dit geval lijders aan epilepsie, in de hoop iets te kunnen doen aan hun kwaal.

Maar het onderzoek kan dus niet vaak gedaan worden, en ging langzaam vooruit. In 2013 was er voldoende voortgang geboekt voor een nieuw artikel, door deels dezelfde onderzoekers, in het prestigieuze semi-populair-wetenschappelijk blad Scientific American. De inleiding met de voorgeschiedenis en de resultaten tot dusver kan overslagen worden - de titel doelt op de oude term voor het één-cel-per-persoon concept: de "grootmoeder"-cel, staande voor de herinnering aan grootmoeder. Ook deze onderzoekers achten dit onwaarschijnlijk (Scientific American, february 2013, door Itzhak Fried, Rodrigo Quian Quiroga, en Christof Koch):
  Brain Cells for Grandmother

...     A less extreme definition of grandmother cells postulates that many more than a solitary neuron respond to any one concept. This hypothesis is plausible but very difficult, if not impossible, to prove. We cannot try every possible concept to prove that the neuron fires only to Jennifer Aniston. In fact, the opposite is often the case: we often find neurons that respond to more than one concept. Thus, if a neuron fires only to one person during an experiment, we cannot rule out that it could have also fired to some other stimuli that we did not happen to show.
    For example, the day after finding the Jennifer Aniston neuron we repeated the experiment, now using many more pictures related to her, and found that the neuron also fired to Lisa Kudrow, a costar in the TV series Friends that catapulted both to fame. The neuron that responded to Luke Skywalker also fired to Yoda, another Jedi from Star Wars; another neuron fired to two basketball players; another to one of the authors (Quian Quiroga) of this article and other colleagues who interacted with the patient at U.C.L.A., and so on. Even then, one can still argue that these neurons are grandmother cells that are responding to broader concepts, namely, the two blond women from Friends, the Jedis from Star Wars, the basketball players, or the scientists doing experiments with the patient. This expanded definition turns the discussion of whether these neurons should be considered grandmother cells into a semantic issue.
    Let us leave semantics aside for now and focus instead on a few critical aspects of these so-called Jennifer Aniston neurons. First, we found that the responses of each cell are quite selective - each fires to a small fraction of the pictures of celebrities, politicians, relatives, landmarks, and so on, presented to the patient. Second, each cell responds to multiple representations of a particular individual or place, regardless of specific visual features of the picture us ed. Indeed, a cell fires in a similar manner in response to different pictures of the same person and even to his or her written or spoken name. It is as if the neuron in its firing patterns tells us: "I know it is Jennifer Aniston, and it does not matter how you present her to me, whether in a red dress, in profile, as a written name or even when you call her name out loud:' The neuron, then, seems to respond to the concept - to any representation of the thing itself. Thus, these neurons may be more appropriately called concept cells ... Concept cells may sometimes fire to more than one concept, but if they do, these concepts tend to be closely related.    ...
 
Daarna leggen de auteurs concepten uit die op deze website al zijn behandeld en gebruikt: waarnemingen door het oog komen niet pixel-voor-pixel aan in de hersenen, maar opgedeeld in begrippen: lijnen, vlakken enzovoort uitleg of detail - de vertaling van pixels naar lijnen enzovoort gebeurt in het neurale netwerk achter het oog. Dit zijn in feite ook concepten. Abstracties die geconstrueerd worden uit het complete beeld. Het zijn deze abstracties die via de optische zenuw naar de hersenstam worden gestuurd, waar de verwerking begint.
    In de hersenstam en verder wordt een beeld opgebouwd van de wereld met behulp van deze abstracties en informatie komende van andere waarnemingsorganen, dat voor een flink deel gebaseerd is op eerdere ervaringen met de overeenkomstige abstracties:
  The brain needs to process sensory information so that it captures more than a photograph-it must recognize an object and integrate it with what is al ready known. From the primary visual cortex, the neuron al activation triggered by an image moves through a series of cortical regions toward more frontal areas. Individual neurons in these higher visual areas respond to entire faces or whole objects and not to local details. Just one of these high-level neurons can tell us that the image is a face and not the Eiffel Tower. If we slightly vary the picture, move it about or change the lighting illuminating it, it will change some features, but these neurons do not care much about small differences in detail, and their firing will remain more or less the same-a property known as visual invariance.

Toegepast op het citaat hierboven: uit de combinatie "Luke Skywalker, Yoda, Obe One Kenobi, enzovoort" kan je het concept of de abstractie "Star Wars figuur" construeren.
    Dit allemaal gelezen hebben, zou je achteraf bijna zeggen: vanzelfsprekend. Het is doodgewoon de manier waarop je hoogontwikkelde en rijk-gedetailleerde situaties aanpakt: proberen in te delen in onderdelen en aspecten, en die in hiërarchie en belang te organiseren . Vooral als je met vele van dit soort situaties te maken hebt, zoals vele achtereenvolgende beelden: dan is het zeer behulpzaam als je voor de verwerking van die beelden al eerdere bekende concepten kan gebruiken. Zodat je niet iedere detail van iemand hoeft te zien om hem onmiddellijk te herkennen - een paar basiskenmerken zijn voldoende.
    En, bijna vanzelfsprekend omdat het een systeem-eis is, geldt dit ook voor het verwerken van ervaringen, ook voor een groot deel bestaande uit beelden. Zodat dus voor de twee actrices uit Friends met licht gekleurde haren het gezamenlijke concept van "blondheid" gebruikt kan worden. Waarna, als je dit concept gebruikt, "iedereen" er achteraf commentaar op levert, onder het motto: "Je doet aan vooroordelen". En het bestaan van "vooroordeel" in zijn talloze vormen en variaties is een praktisch bewijs van dat het inderdaad zo werkt.
    Eenmaal in zo veel detail over het proces van ervaringen en geheugen pratende, en dus beseffende hoe sterk de stroom aan informatie is die binnenkomt, en hoe snel het brein in staat is daar wegwijs in te vinden, bijvoorbeeld bij de herkenning van een persoon of een stuk muziek, moet wel het besef opkomen dat die verwerking dus allemaal wel supersnel moet gaan. Waarop onmiddellijk de vraag oprijst: hoe kan dit allemaal zo snel verlopen?
    Waarop er een eerste, systeem-gerelateerde, oplossing: door zo veel mogelijk tegelijkertijd te doen - wat in de computertechniek bekend staat als parallel computing en distributed computing. En voor de tweede doen we eerst een beroep op iets dat nauwelijks een toeval kan zijn: bij beide genoemde onderzoeken naar geheugen hadden we te maken met epilepsie. En iedereen weet wel ongeveer wat epilepsie is: er ontstaat een soort stroom in de hersenen. Een niet meer te stuiten stortvloed van golven die het hele brein eerst laten schudden en daarna plat leggen. Wat tijdje duurt, en daarna vanzelf weer tot rust komt, waarna er niet sprake is van ernstige blijvende schade (behalve dan mogelijkerwijs door het tijdelijke gebrek aan controle). Het is echt een tijdelijke storm. Nu kennen de meeste mensen die in een vorm van  techniek werken wel voorbeelden te vinden van hetzelfde en weten ook hoe je zo'n storm opwekt: het proces van zelfversterking. Wil je met een niet erg krachtige versterker toch een krachtig signaal maken, dan neem je signaal dat eruit komt, en voer je weer terug naar de ingang. Binnen de kortste tijd staat het systeem te loeien zo hard het maar kan, bij de meeste mensen wel bekend als wat er gebeurd als je een microfoon voor een luidspreker houdt die het geluid van de microfoon weergeeft - en daar een versterker tussenzit wat altijd het geval is.
     Hier is dus een manier om de doorloop van de signalen waaruit te ervaringen bestaan zo snel mogelijk te filteren, zo snel mogelijk iets bekends uit te halen, en zo snel mogelijk het geheugen te krijgen voor de volgende reeks ervaringen binnenkomt: laat het zichzelf versterken. Maar dan natuurlijk wel zodanig dat het net binnen de perken blijft.

Een suggestie voor de hiervoor geschetste gang van zaken is te vinden in een experiment met ratten (DePers.nl, 20-08-2009):
  Diepe slaap zorgt voor herinnering

Het geheim van het geheugen ligt in de hippocampus, zo bewees biologe Carien Lansink.

Prettige ervaringen dienen opgeslagen te worden. En liefst zo goed mogelijk. En dan niet alleen wat er gebeurde, maar ook wáár dat genoegen zich voordeed. ... Carien Lansink, promovendus aan de Universiteit van Amsterdam, heeft dat experimenteel aangetoond.
    Lansink en vier andere medewerkers van het Swammerdam Institute for Life Sciences voorzagen vier ratten van elektroden waarmee ze de elektrische activiteit van groepen neuronen konden meten in de hippocampus en in het ventrale striatum, een stukje brein dat informatie vastlegt over prettige ervaringen en beloningen. De ratten leerden eerst een parcours ‘uit het hoofd’ waarbij ze, aan het eind, lekkere hapjes konden vinden. Wanneer ze vervolgens gingen slapen, werd de hippocampus actief.
    Dat gebeurde niet tijdens de droomfasen, zoals wellicht te verwachten was, maar juist tijdens de diepe slaap. Dan leken de elektrische patronen die Lansink registreerde, sterk op de patronen overdag, wanneer de ratten het parcours moesten leren. De ‘herhaling’ tijdens diepe slaap verliep echter tien keer zo snel als overdag. Tijdens de diepe slaap, zo constateerde Lansink, wordt ruimtelijke informatie in zeer korte tijd aan beloningsinformatie gekoppeld, veel sneller dan tijdens de werkelijke ervaring.   ...
    Haar onderzoek toont ook voor het eerst aan dat de hippocampus bij dit proces als eerste actief wordt. Die begint zijn ruimtelijke ‘herinnering’ te reactiveren en stimuleert andere gebieden. ...

Maar ook dit proces moet ergens beginnen, en razendsnel volledig actief zijn. Neem dit aan: dat er binnen de hippocampus sprake is van een zelfversterkend proces dat dicht bij zijn oversturing staat, en het is begrijpelijk dat het verwijderen van de hippocampus inderdaad wel de epilepsie oplost. En het is dan ook begrijpelijk dat epilepsie, in zijn diverse vormen, de meest voorkomende kwaal van de geest is (bron verloren gegaan, maar in Engelstalige landen wordt bij televisie-reportages met daarin voorkomen foto-flitsbelichting ("flash photography") vooraf gewaarschuwd, in verband met de hoge mate van epileptische gevoeligheid bij de gemiddelde bevolking).

Toen dit allemaal al was geschreven, werd er door de redactie nog eens door de aangelegde voorraad artikelen gekeken. Waarop duidelijk werd dat er een kans was gemist. Want neem het vorige model aan. Dan is het duidelijk dat het kunnen gebruiken van hogere abstracties een nuttige functie heeft. Ook is uit ervaring alom bekend dat het hanteren van hogere abstracties een moeilijke zaak is. Die meer moeite en meer ruimte zou vragen voor de hippocampus. Dat zou een voorspelling hebben kunnen zijn. Hier is het onderzoek (de Volkskrant, 02-05-2013, van verslaggever Marc Seijlhouwer):
  Knobbel voorspelt wiskundetalent

De wiskundeknobbel bestaat echt: kinderen met een grotere hippocampus steken meer op van wiskundebijles. Dat hebben wetenschappers van de Stanford University ontdekt door te kijken naar hersenscans van 8- en 9-jarigen. Ze publiceerden hun bevindingen deze week in PNAS.
    Aan het onderzoek werkten 24 kinderen mee. Ze werden in een MRI-scanner gelegd. Vervolgens kregen ze acht weken lang intensief wiskundebijles. Na de bijles bekeken de wetenschappers wat de kinderen hadden geleerd. Ze zagen iets opvallends: de kinderen die het meest hadden geleerd van de bijles, hadden op de hersenscans een grotere hippocampus.   ...
    Naast de grootte van de hippocampus was ook het aantal verbindingen naar andere hersengebieden vanuit de hippocampus een indicatie van de leervaardigheid.    ...
    Hoogleraar Leon Kenemans van de Universiteit Utrecht vindt het een mooi onderzoek. 'Het resultaat klinkt erg plausibel. De hippocampus zorgt er namelijk voor dat herinneringen worden aangemaakt en leren is niets meer dan herinneringen maken.'

En nog even afspiegelen tegen andere factoren:
  Opvallend is dat voor de hand liggende zaken, zoals IQ en geheugen, geen goede voorspellers zijn van wiskundevaardigheid. Intelligentere kinderen namen bij dit onderzoek niet meer wiskunde in zich op tijdens de bijles.

Oftewel: de voorspelling van het model is uitgekomen: hogere concepten, meer hippocampus nodig. De hippocampus verwerkt onder andere ervaringen tot concepten.
    Maar de hippocampus speelt meerdere rollen. Want de stroom informatie verbonden aan dagelijks ervaringen kan ook op topsnelheid niet in zijn geheel door het brein verwerkt worden. Of in andere termen: er is altijd behoefte aan meer verwerking, want meer verwerking betekent beter voorbereid zijn voor nieuwe dagelijkse ervaringen. Wie als kustbewoner bij een zware aardbeving niet meteen de bergen in vlucht,
 verdrinkt in de eropvolgende tsunami. Wie dat wel heeft geleerd, overleeft.
    Die behoefte aan verdere verwerking botst principieel met de behoefte om aandacht te houden voor wat er nú weer aan het gebeuren is - de aandacht voor het hier en nu. Een botsing die in de praktijk varieert, want de behoefte aan verwerking hangt af van het soort ervaring, en de behoefte aan aandacht voor het hier en nu hangt af van talloze zaken. In de duisternis is deze behoefte gewoonlijk een stuk minder, omdat roofdieren meestal hun zichtvermogen gebruiken.
    Het principiële conflict is zo goed mogelijk opgelost door een systeem van tijdelijke opslag en uitgestelde evaluatie. Dat lijkt te gaan in drie trappen. Als eerste de 30 seconden tot enkele minuten die ervaringen bekend blijven ook zonder hippocampus, bekend als het korte-termijn geheugen. Dan is er een tussenfase van in de 20 minuten tot een half uur, nauwelijks of niet als zodanig beschreven in de neurologie maar bekend bij (bijna) alle didactici en leraren als de maximale periode dat je iets aandachtig kan volgen - daarna is er kennelijk een buffer vol en is een pauze noodzakelijk. En als derde is er het ongeveer levenslange langetermijn-geheugen.
    Als je dit allemaal als wetenschap ontdekt, zou je een project kunnen starten om uit te vinden hoe dit verband houdt met het hogere menselijke denken. En de methode van de mens om over dat hogere denken te communiceren: de menselijke taal. Dat project is al gestart voordat de voorgaande resultaten bekend waren, en heet de algemene semantiek . Het idee van de "concepten" komt daarin terug onder de noemer "abstracties", en het ordenen van die abstracties van specifieker naar algemener als de "abstractieladder", uitgewerkt hier .
 
Op het programma van deze redactie stond het leggen van de relatie tussen de ontwikkeling van concepten in de hippocampus, en de ontwikkelingsniveaus van het kind. Dat blijkt al gedaan (de Volkskrant, 14-03-2015, door Maarten Keulemans):
  Hoe kinderen concepten leren

Als uw kind opeens rare vragen begint te stellen, let dan op: het staat misschien op het punt een intellectuele doorbraak te maken. Invloedrijk Harvard-psychologe en babyonderzoekster Susan Carey vroeg zich af hoe kinderen uitvogelen wat 7 betekent, of 'levend', en kwam tot een nieuwe kijk op de ontluikende menselijke geest.

...    Susan Carey, die vanaf de jaren negentig een reeks baanbrekende experimenten deed met baby's en dreumessen en zelfs dieren, op zoek naar de oorsprong van onze kennis. Carey, die in 2009 het ambitieuze, 600 pagina's tellende opus magnum The Origin of Concepts uitbracht, waarin ze talloze experimenten en waarnemingen aaneenrijgt tot een nieuwe kijk op de ontluikende menselijke geest. 'Een van haar grote prestaties is dat ze heeft helpen uiteenrafelen: wat is er bij baby's vroeg aanwezig en wat komt erbij', zegt Sabine Hunnius van het Baby Research Centre in Nijmegen. 'Ze is een hele grote, in het babyonderzoek.'
    Leuk om zelf thuis te proberen: de keukentafelexperimenten waarmee Carey, samen met allerlei collega's, de mechanieken achter het leren tellen blootlegde. Neem een doos en stop er koekjes in. Eén, twee, drie koekjes. Daarna mag de dreumes grabbelen. Een, twee, drie keer. Maar vanaf vier koekjes gebeurt er iets raars: kleine kinderen graaien dan maar één keer. Ze snappen niet het verschil tussen één en vier koekjes.

Wat idioot eigenlijk, mevrouw Carey.
'Dat was ook voor ons heel vreemd. Maar wat die kinderen doen, is een mentaal model maken van de koekjes, waarbij er in hun hoofd maar één symbool is voor elk exemplaar. Ze representeren het als: koekje, koekje, koekje. Dat is ons visuele werkgeheugen. Jonge mensen kunnen vier objecten voor de geest houden, op mijn leeftijd zijn het er weer drie. En dat zie je in zo'n experiment: als je er vier koekjes in stopt, valt hun hele mentale model in duigen.'...

Simpeler geformuleerd: de analysator van aantallen heeft drie ingangen en drie uitgangen, zie Abstractiebouwer . En een "standaardwaarde indien onbekend" ("default value") ingesteld op één, het meest basale getal en staande voor "er is een ...".
  En het duurt maar liefst twee jaar totdat dreumesen voorbij de vier komen...
'Sterker nog, de eerste negen maanden slagen ze er niet in om de betekenis van 'twee' te leren! Je kunt tegen een baby zeggen: hier is een stapel muntjes, kun je me er één geven? Dat lukt al snel. Maar als je vraagt: kun je me twee muntjes geven, dan geeft zo'n kind je een hele hand. Dus ze weten wat één is, maar hebben geen idee wat twee betekent.'

Waarom?
'Wat er in feite aan de hand is: ze hebben nog niet het concept 'twee'. Er is wel een representatie voor koekje-koekje, of voor stoel-stoel, maar nu moeten ze iets heel nieuws creëren. Ze moeten begrijpen dat welke set je ook aanspreekt - een muntje en een muntje, een koekje en nog een koekje, pappie en mammie - 'twee' heet. Dat is een codeersysteem dat het zenuwstelsel gewoon niet van nature heeft.'

Idem.
  'Bootstrapping' is het lastig vertaalbare woord dat Carey voor zulke sprongen voorwaarts gebruikt: zoveel als jezelf aan je eigen haren optillen ('bootstraps' zijn de lusjes die soms aan de achterkant van stevige wandelschoenen zitten). 'Het kwartje valt' is een vrijere vertaling; in de informatica is 'booten' het opnieuw opstarten van de computer. En zichzelf opnieuw opstarten is wat de kinderen op zo'n moment doen: hebben ze de barricade eenmaal geslecht, dan kunnen ze woorden en zaken die ze al kenden aan het nieuwe concept toetsen.

In de tussentijd worden meer neuronen geprogrammeerd voor het doen van die taken, door middel van het invoeren van voortdurend nieuwe voorvallen en het bijstellen van het netwerk tot het op de juiste manier kan analyseren, zie weer Abstractiebouwer . Dat duurt een tijd, vooral in het begin.
  'De positie die ik inneem', zegt Carey, 'is dat er rijke aangeboren kennis is. Maar ook dat er echte discontinuïteiten zijn, zoals we zien bij de getallen.' De menselijke geest is volgens Carey dus geen onbeschreven vel, een tabula rasa zoals onder meer filosoof John Locke het noemde, maar een boek waarvan de ruwe indeling bij de geboorte al enigszins vastligt. En als we erin gaan schrijven, doen we dat niet regel voor regel, maar eerder met horten en stoten, een woord hier en een zinsflard daar, net zo lang tot het kwartje valt, je het verhaal snapt, en je de rest van de bladzijde kunt volschrijven.

Er is al basale verwerkingscapaciteit aanwezig in de hersenstam gebaseerd op genetisch doorgegeven structuren, en de daar bovenop te bouwen structuren kunnen gebruik maken van die reeds werkende modules. En op die manier nieuwe modules ontwikkelen. Die geleidelijk opgebouwd worden, maar pas kunnen dienen als vervanging van de bestaande modules als ze helemaal functioneren - de natuur kan niet werken met halfgebouwde en dus onbetrouwbare modules en beslissingen.
    En daar komen nog wat factoren bij:
  Kun je sprongen in bijvoorbeeld rekenen bespoedigen?
'Er is wel iets dat het vertraagt: opgroeien in Japan of China. In het Chinees is het tien keer zo gewoon om over getallen te praten als in het Engels. Toch leren kinderen er de betekenis van het woord één zes maanden later dan een Amerikaans kind.'

Wat raar.
'Dat komt doordat zelfstandig naamwoorden er geen enkelvoud en meervoud kennen. Ze zeggen: één stoel, twee stoel, 87 stoel. De taal heeft geen nummermarkering, terwijl we in het Engels en het Nederlands wel een singulaire determinator hebben: 'a' of 'een'. Die hebben een betekenis die sterk overlapt met het getal 1. Dus de zinsbouw maakt al het onderscheid tussen 1 en meer dan 1. Dat scheelt zes maanden! Ondanks tien keer zoveel input.

Door de andere taalstructuur komt er minder informatie "per uitgesproken zin" in de nieuw te programmeren modules - die dus overeenkomstig langer nodig hebben om aan de noodzakelijk totale hoeveelheid te komen om het hele systeem te programmeren.
    En omgekeerd:
  'En omgekeerd: kinderen die Sloveense talen of Arabisch leren snappen het concept 'twee' zes maanden eerder dan Engelse kinderen. Dat komt doordat het talen zijn met een duaalvorm, ze zeggen: één stoel, twee - laten we zeggen - stoelinnen, en drie stoelen. Dus het gaat van enkelvoud-tweevoud-meervoud. Dat geeft kinderen houvast, en blijkt het leren van getallen te versnellen.

En hier het bewijs dat die basale modules er inderdaad zijn:
  Tussenstuk:
Het getal van het beest

Roodrugsalamanders, apen en kuikentjes kunnen ook best aardig cijferen. Het gelijk van Carey?

Hoe ontrafel je in hoeverre tellen een aangeboren aanleg is, of iets dat we leren? Simpel: check het bij de aardbewoners die geen taal hebben - de dieren. Susan Carey was in de jaren negentig een van de eersten die babyexperimenten begon te herhalen met apen en vogels. Zo ontdekte ze, samen met collega's, dat resusaapjes begrip hebben van 1 plus 1. Dat deed ze door twee aubergines achter een scherm te stoppen en te peilen hoe raar de aap opkijkt als je het scherm weghaalt en er maar één aubergine ligt (doordat je de andere hebt weggesmokkeld).
    Careys collega Claudia Uller betoogde intussen dat ook dieren die nog verder van de mens staan rudimentaire getalvaardigheden hebben: klauwaapjes snappen dat 1 plus 1 geen 3 is, roodrugsalamanders begrijpen dat 3 lekkere hapjes meer is dan 2. Uit een Italiaans experiment kwam onlangs naar voren dat kuikentjes lijken aan te voelen dat er zoiets is als een getallenlijn: weinig hoort links, veel rechts. Allemaal aanwijzingen dat sommige ruwe bouwstenen voor wiskunde al vroeg in de evolutie aanwezig waren, denken voorstanders - vermoedelijk trouwens gewoon als systeem om belagers of hoeveelheden voedsel uit elkaar te kunnen houden.   ...

Die modules zitten als eerste in de hersenstam , want ook daar worden al beslissingen over gedrag genomen.

En hier een onderzoek dat een direct verband legt met taal (de Volkskrant, 05-10-2016, door Mieke Zijlmans):
  Je geheugen voorspelt hoe andermans zin verder gaat

Wie: Vitória Piai, Donders Instituut voor Brein, Cognitie en Gedrag, Nijmegen
Wat: Neurowetenschappen
Het onderzoek: Direct brain recordings reveal hippocampal rhythm underpinnings of language processing
Vrij vertaald: uw geheugen weet wat de ander wil zeggen

Heeft u er ook zo'n hekel aan? U bent iets aan het vertellen en de luisteraar denkt te weten wat u wilt gaan zeggen en maakt uw zin af. Is uw verhaal dan zo voorspelbaar? Nee, de ander heeft nu eenmaal een goed geheugen. Ja, maar... de zin die u aan het uitspreken bent is splinternieuw en ongebruikt, die kan de ander zich onmogelijk herinneren. Dat klopt. Maar bij de luisteraar draait de hippocampus, een dieper gelegen gedeelte van hersenen, op volle toeren.
    Die constatering is nieuws. Neurowetenschappers en taalkundigen zijn er altijd van uitgegaan dat het taalvermogen oppervlakkig in de hersenen ligt, in de linkerhelft van het brein. De hippocampus zit veel dieper. Neurowetenschapper Vitória Piai van het Nijmeegse Donders Instituut heeft ontdekt dat de hippocampus actief is tijdens het begrijpen, onthouden, produceren en voorspellen van taal.
    Dat heeft de hersenonderzoeker gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. Piai onderzocht epilepsiepatiënten in de academische ziekenhuizen van Irvine en Stanford in Californië die wachtten op hersenchirurgie. Als voorbereiding op hun operatie waren er elektroden in hun hersenen geplaatst. Een buitenkansje voor Piai om de activiteit te meten diep in de hersenen van mensen terwijl die taaltests deden. Zo legde ze haar proefpersonen bijvoorbeeld zinnen voor die ze moesten afmaken: 'She locked the door with a... (key).' 'He swept the floor with a... (broom).' Grote verrassing was dat er al tijdens het waarnemen van zinnetjes flinke activiteit in de hippocampus werd geregistreerd. Dat betekent dat de luisteraar fanatiek 'meedoet' als de spreker aan het woord is.
    Piai: 'Als we nieuwe dingen leren, kunnen we aan de hersengolven zien dat dit gebied in de hersenen actief is. Het heeft een functie in het geheugen voor bijvoorbeeld ervaringen.' Normaal gesproken werkt dat geheugen in losse fragmenten of episoden: tien jaar geleden heb ik zus meegemaakt, gisteren heb ik zo gegeten. Piai heeft nu ontdekt dat de hippocampus als het gaat om taal niet werkt met zulke losse fragmenten, maar dat sprake is van één geheel van opgebouwde kennis. 'Het taalvermogen leunt op ervaring en associaties. Zo hoort bij 'sluiten' dus 'sleutel' en bij 'vegen' 'bezem'.'
    Dat het geheugen een rol speelt in het taalvermogen, dat dachten we al, toch? Anders kunnen we nooit talloze woorden onthouden of werkwoordstijden. Piai: 'Jawel, maar er is nooit veel aandacht besteed aan de rol van de hippocampus bij dat onthouden van taal. Omdat niet bekend was dat hij iets te maken had met het taalvermogen. Al tijdens het luisteren en begrijpen is de hippocampus actief. Maar zijn rol gaat verder: hij diept ook de noodzakelijke kennis op voor het vervolg. Tijdens het voorspellen van hoe een zin afloopt, blijkt juist de hippocampus actief te zijn.'    ...

Hetgeen allemaal naadloos past binnen bij de alhier gegeven beschrijvingen van de rol van de hippocampus en die van de concepten gebruikt door de hippocampus in de vorming en het begrip van taal .


Naar Neurologie, hippocampus ,  Neurologie, emotie-organen ,  Neurologie, organisatie , Neurologie, overzicht , of site home ·.

28 mei 2014