Gedrag, hersenen en deeltjes

Transcriptie

1 Gedrag, hersenen en deeltjes Waar in het brein is intelligentie? vragen Jung en Haier zich in een invloedrijk paper naar intelligentie en het brein af (2007, pp. 135). Of dat eigenlijk wel als een zinnige vraag kan worden gezien is een nadere bestudering waard. De cognitieve neuropsychologie is een van de meest productieve, intrigerende, en soms controversiële hedendaagse wetenschapsgebieden. Deze tak van wetenschap houdt zich bezig met het bestuderen van hersenen, of eigenschappen van hersenen, met betrekking tot psychologische processen. Hoewel de beschikbare methoden en technieken fundamenteel zijn veranderd, is de fascinatie met de hersenen tot ver in de geschiedenis terug te voeren. Al in de 16 e eeuw betoogt de Spaanse schrijver Juan Huarte in een boek over intelligentie dat onze hersenen voor een goed geheugen droog moeten zijn, maar voor creatief denken juist weer nat. We willen graag begrijpen hoe psychologische processen als geheugen, bewustzijn, intelligentie en persoonlijkheid in elkaar zitten, en het is zeker geen vreemde gedachte om daarbij ook de werking van de hersenen te betrekken. Een gevolg daarvan is dat de mens als psychologisch studieobject wat ongelukkig klem zit tussen twee verklaringsniveaus: het gedrag dat we vertonen enerzijds, en de realisatie dat de hersenen daar iets mee te maken hebben anderzijds. Wat nu precies de relatie tussen deze twee domeinen is, is niet altijd even duidelijk. Is een neurologische meting biologischer, tastbaarder en om die reden echter? Is het ultieme doel om de psychologie weg te verklaren, of willen we simpelweg een extra dimensie aan psychologische kennis toevoegen? Het bestuderen van deze kwestie raakt aan een van de meest fundamentele, en soms controversiële, onderwerpen in de wetenschap: het reductionisme. Reductionisme Een bekende kijk op de wetenschap ziet haar als hiërarchisch geordende lagen van wetenschapsvelden. Het onderwerp van studie van de hogere wetenschap bestaat uit het delen van de wetenschap eronder (zie bijvoorbeeld Oppenheim en Putnam, 1958, en de illustratie). In subdisciplines van biologie worden bijvoorbeeld eigenschappen van cellen bestudeerd. Die cellen bestaan uit moleculen, en moleculen bestaan vervolgens weer uit atomen, die worden bestudeerd door scheikunde en natuurkunde. Of met het voortschrijden van de wetenschap de hogere

2 wetenschappen volledig kunnen worden verklaard door de lagere wetenschappen is onderwerp van een langlopende wetenschapsfilosofische discussie. Binnen de filosofie zijn, met betrekking tot de psychologie, beide uiteinden van het debat vertegenwoordigd. Het radicaal reductionisme wordt verdedigd door filosofen als Paul Churchland (bv. 1981) en John Bickle (bv. 2006). In hun visie zullen in de toekomst voortschrijdende neurologische inzichten de psychologie gaandeweg vervangen. Ze worden hierin deels bijgestaan door filosofen als Jaegwon Kim. Kim betoogt dat, aangezien een hogere orde zoals ons brein uiteindelijk bestaat uit deeltjes waarvan we de onderlinge causale relaties natuurkundig kunnen beschrijven, het een illusie is om te denken dat er causale invloed op hogere verklaringsniveaus over is. Kortom, wanneer de natuurkunde de onderliggende causale relaties reeds kan beschrijven, dan is het onduidelijk welke rol er nog kan zijn voor psychologische emoties of herinneringen. Aan het andere eind van het debat staan mensen als Jerry Fodor (1974) en Hilary Putnam (1967). Zij betogen dat ieder psychologisch fenomeen in principe op oneindig veel verschillende manieren gerealiseerd kan worden. Je kunt bijvoorbeeld een cognitieve functie zoals het gehoor deels vervangen met een implantaat, bestaand uit een chip. Omdat dezelfde cognitieve rol in principe vervuld kan worden door uiteenlopende soorten stof is het, volgens hen, niet zinnig is om de specifieke deeltjes waaruit dingen bestaan te bestuderen. Het gaat er om wat ze doen, en dat laat zich slechts op het hogere verklaringsniveau beschrijven. Het is in elk geval

3 helder dat de precieze relatie tussen de verschillende verklaringsniveaus en de autonomie van de verschillende wetenschapsgebieden geen uitgemaakte kwestie is. Reductionisme in de praktijk Bij cognitieve neurowetenschappen is de relatie tussen twee verschillende verklaringsniveaus bijzonder relevant. Zoals gezegd is cognitieve wetenschap op twee verschillende wetenschappelijke niveaus werkzaam. Het bestudeert aan de ene kant psychologische eigenschappen en processen als perceptie, geheugen, intelligentie en bewustzijn, en aan de andere kant de activiteit en neurale eigenschappen van de hersenen. Een voorbeeld van een studie waar het contrast tussen deze twee perspectieven helder wordt is een studie van Amidzic, Riehle, Fehr, Wienbruch, en Elbert (2001). Zij onderzochten de hersenactiviteit van een groep schakers terwijl ze verschillende schaakzetten uitvoerden. De proefpersonen bestonden uit twee soorten schakers: de helft was gemiddeld goed, de andere helft was zeer gevorderd (voor de liefhebbers: een ELO-rating van boven de 2400). Nu bleek er een groot verschil te zijn in het soort activiteit dat bij de twee groepen werd gevonden. Simpelweg leken de slechtere schakers het schaakprobleem op een redenerende wijze op te lossen: als ik dit doen, dan doet hij/zij dat. De expertschakers baseerden hun zetten en beslissingen echter veel meer op bestaande kennis: hun zetten waren meer gebaseerd op kennis over patronen, zetten en strategieën. De groep gevorderde schakers lieten dan ook juist activiteit zien die normaal geassocieerd is met geheugenprocessen. Deze bevindingen suggereren dat goede schakers veel meer gebruik maken van de herkenning en opslag van bepaalde stellingen dan minder goede schakers. Nu is het interessant om over deze bevinding na te denken vanuit het reductionistische perspectief. Stel dat we alleen de hersenactiviteit hadden bekeken: dan lijkt het of de twee groepen compleet verschillende taken uitvoeren. Wanneer we alleen naar het gedrag kijken zijn alle proefpersonen aan het schaken, al brengen sommigen het er beter vanaf. Zijn deze twee groepen proefpersonen nu hetzelfde aan het doen? Dat is een vraag die zich niet eenduidig laat beantwoorden. Omgekeerd is het overigens ook mogelijk: Er zijn diverse empirische en theoretische gronden om aan te nemen dat de categorieën die we op psychologisch gebied bestuderen hoogstwaarschijnlijk niet 1-op-1 passen op categorieën op neuraal niveau (Devinsky, Morrell, & Vogt, 1995; Feldman Barrett, 2009). Dat is geen falen van de wetenschap,

4 maar een empirische bevinding. De vraag of mensen hetzelfde doen of hetzelfde zijn hangt dus af van het perspectief en de vraag die je probeert te beantwoorden. Verklarend reductionisme Een essentieel onderscheid voor de mogelijke resolutie van dit debat is het inzien dat er grofweg twee verschillende aspecten van reductie zijn. Enerzijds is er de simpele observatie dat mensen uit cellen bestaan, cellen uit moleculen, et cetera: Dit wordt wel het ontologisch reductionisme genoemd. Dit is een stelling waar veel mensen het mee eens zullen zijn. Het tweede aspect van het reductionisme is echter radicaler, en betreft verklaringen en voorspellingen. Sommigen menen namelijk dat we uit het feit dat alles eigenlijk uit atomen bestaat, kunnen afleiden dat ook alle fenomenen vanuit een lager niveau kunnen worden verklaard. Deze stelling neemt het ontologisch reductionisme (dat alles uit kleinere onderdelen bestaat) als aanname, en beargumenteert dat we om die reden alle aspecten van hogere eigenschappen uit de lagere eigenschappen kunnen verklaren. Er is echter een essentieel probleem met het doorvoeren van deze aanname. Stel nu dat ik een eigenschap van mijn persoonlijkheid verklaar door naar een eigenschap van mijn hersenen te wijzen, zoals de hoeveelheid gliacellen in een corticaal gebied. Die gliacellen bestaan echter op hun beurt ook weer uit aminozuren, die vervolgens weer uit atomen, quarks en wellicht snaren bestaan. Het probleem van dit type reductionisme is dat je geen reden hebt om op een bepaald verklaringsniveau te stoppen. Het voornemen om alle hogere wetenschappen te verklaren door de bestudering van lagere eigenschappen lijkt hierdoor wat voorbarig, en niet consistent te interpreteren. Er zijn tal van domeinen waar het helder is dat strikt reductionisme op zichzelf niet een volledige verklaring voor de eigenschappen van een bepaald fenomeen zal zijn. Stel je bijvoorbeeld voor dat je in een museum naar een Van Gogh staat te kijken. Iemand benadert je en wijst je op het feit dat dit schilderij toch alleen maar uit deeltjes bestaat. Naar alle waarschijnlijkheid zal dit voor jou niets afdoen aan de echtheid van het schilderij en de mogelijke redenen waarom je het werk interessant en mooi kunt vinden, of het beter probeert te begrijpen. Om diezelfde reden is het wat voorbarig om de wetenschappelijke autonomie van de psychologie (en de antropologie, biologie et cetera) in twijfel te trekken door het feit dat ook wij uiteindelijk slechts uit deeltjes bestaan. De simpele realisatie dat de hersenen uit

5 cellen bestaan is op zichzelf niet voldoende om de ene wetenschap (cognitieve psychologie) volledig door de andere (neurowetenschap) te vervangen. Het debat lijkt geholpen door een zinniger en minder radicale interpretatie van reductionisme te aanvaarden. In plaats van aan te nemen dat alles in het laagste niveau kan worden verklaard, moeten we ons afvragen in hoeverre we iets kunnen leren van een bepaalde eigenschap door te bestuderen waar ze uit bestaat. Dit pragmatisch reductionisme zorgt er in ieder geval voor dat het doel van reductionistische wetenschap een stuk inzichtelijker wordt: Door lagere verklaringsniveaus te bestuderen kunnen we op bepaalde wetenschapsdisciplines mogelijk extra inzichten verkrijgen. Of dat lukt is een empirische vraag die afhangt van de conceptuele, statistische en inhoudelijke ontwikkeling van modellen die disciplines kunnen integreren. De meest interessante rol voor de cognitieve neurowetenschap is dus het uitdiepen van theorieën, opstellen van nieuwe toetsbare hypotheses, en waar mogelijk, het onderzoeken van eigenschappen van de hersenen die een nieuw licht kunnen werpen op de manier waarop we bepaalde processen uitvoeren. De mate waarin dat lukt is een open empirische vraag, beantwoordbaar door het imperfecte doch effectieve wetenschappelijke mechanisme van de explicatie van mechanismen; het opstellen van toetsbare hypotheses over de precieze relatie tussen hersenen en gedrag. Toekomstmuziek De toekomst van reductionistische psychologie is fascinerend. We hebben de technieken om de relatie tussen psychologische fenomenen als geheugen, intelligentie, bewustzijn en aandacht enerzijds en biologische eigenschappen als genen, hersencellen en activeringspatronen anderzijds te bestuderen. Wat na enkele tientallen jaren in elk geval duidelijk is, is dat deze relatie en stuk complexer is dan eerst werd aangenomen. Wat kunnen we leren over de psychologie door de hersenen te bestuderen? Potentieel erg veel, maar de lat voor echte reductionistische verklaringen ligt hoog. Het opstellen van wetenschappelijke, toetsbare hypotheses tussen verschillende verklaringsniveaus is zo mogelijk nog ingewikkelder dan een hypothese binnen de eigen discipline. Maar onmogelijk is het zeker niet. Het is geen hyperbool om te stellen dat we voor het eerst in de geschiedenis de technologische en statistische gereedschappen hebben om hypotheses te toetsen waar we tot voor kort slechts over konden fantaseren. Het feit dat we zowel de eigenschappen als de acties van de hersenen kunnen waarnemen, is zonder twijfel de meest radicale ontwikkeling

6 in een debat dat al millennia woedt. Ondanks de voortschrijdende techniek is het in elk geval duidelijk dat we vooralsnog over meer vragen dan antwoorden beschikken. De relatie tussen hersenen, gedrag en bewustzijn is fascinerend, complex en mysterieus. Het vinden van modellen en theorieën die een brug tussen de verklaringsniveaus kan slaan is een van de grootste uitdagingen van de hedendaagse wetenschap. Het antwoord op de vraag Waar in de hersenen is intelligentie? is in elk geval niet Daar!. Gelukkig maar, zo interessant is dat namelijk niet.

7 Referenties Amidzic, O, Riehle, H.J., Fehr, T., Wienbruch, C., and Elbert, T. (2001). Patternof focal γ-bursts in chess players. Nature 412, 603. Bickle, J. (2006). Reducing mind to molecular pathways: explicating the reductionism implicit in current cellular and molecular neuroscience. Synthese, 151, Churchland, P. (1981). Eliminative materialism and the propositional attitudes. The Journal of Philosophy, 78, Devinsky, O., Morrell, M. J., & Vogt, B. A. (1995). Review article: Contributions of anterior cingulate cortex to behaviour. Brain, 118, 279. Feldman Barrett, L. (2009). The future of psychology: Connecting mind to brain. Perspectives on Psychological Science, 4, Fodor, J. (1974). Special sciences (or the disunity of science as a working hypothesis). Synthese, 28, 2, Huarte, J. Examen de ingenios: of, The tryal of wits. London: Richard Sate, Jung, R. E., & Haier, R. J. (2007). The parieto-frontal integration theory (P-FIT) of intelligence: Converging neuroimaging evidence. Behavioral and Brain Sciences, 30, McCauley, R.N. (2007). Reduction: Models of cross-scientific relations and their implications for the psychology-neuroscience interface. In: Handbook of the philosophy of psychology and cognitive science, edited by P. Thagard. Amsterdam: Elsevier. Oppenheim, P., & Putnam, H. (1958). Unity of science as a working hypothesis. In: Minnesota Studies in the Philosophy of Science, Putnam, H. (1973). Reductionism and the nature of psychology. Cognition, 2,