Donderdag 29/10/2020

Wetenschap

Waarom lijkt de heenweg altijd langer dan de terugweg? (En andere vragen over de kaart in uw hoofd)

Beeld REUTERS

Maakt Google Maps uw brein lui? Neurowetenschappers begrijpen steeds beter hoe ons richtingsgevoel werkt, en wat digitale hulpmiddelen daarmee doen. Drie vragen, met de laatste inzichten.

1. Verpest Google Maps ons richtingsgevoel?

Het verstand op nul en wegrijden. Met gps-navigatie kan het. Afgezien van de zeldzame keer dat iemand gedachteloos een verkeerde afslag neemt, begint de wetenschap antwoorden te krijgen op de vraag of Google Maps en gps-systemen ons richtingsgevoel verpesten.

Misschien wel een beetje, aldus recent Brits onderzoek. Tenminste: het gedeelte van de hersenen dat normaal gesproken wegwijs probeert te worden in de omgeving, lijkt bij studenten opvallend te niksen op het moment dat ze zich door een computer laten leiden.

Hugo Spiers, hoogleraar aan het University College London en hoofdonderzoeker van de studie, legde de studenten in een hersenscanner. Daar liet hij ze aan de hand van een video door de Londense buurt Soho ‘wandelen’, een dag nadat ze er zelf voor het eerst door de onderzoekers waren rondgeleid. Veel hersengebieden lichten fel op in de scans wanneer de studenten zelf hun richting moesten bepalen. Lieten ze die taak over aan de navigatiehulp (‘sla hier linksaf’, ‘loop rechtdoor’), dan was er vooral achtergrondruis te zien.

Op figuur 'b' zijn de hersenen hard aan het werk om te navigeren. De scan op 'c' laat zien wat er gebeurt als het brein gps-pijlen volgt.Beeld Nature Communications

De uitkomst van het onderzoek wijst erop dat de hersenen inderdaad ‘lui’ kunnen worden van navigatie-apps, zegt Ineke van der Ham, neuropsycholoog aan de Universiteit Leiden. Keihard bewijs ontbreekt nog, omdat wetenschappers daarvoor grote groepen langdurig zouden moeten volgen met en zonder navigatie-apps. Zo’n studie is nooit gedaan.

Toch vond Van der Ham wel voorzichtige aanwijzingen voor zo’n invloed in haar publieksonderzoek Navigeren kun je leren, waarin ze 13.000 personen met virtual reality routes liet zoeken. De vraag ‘waar ben je nu op de kaart?’ werd het best beantwoord door deelnemers van ongeveer 50 jaar oud. ‘Die vondst heb ik achteraf gedaan en moeten we dus beter onderzoeken, maar ik vind het een opvallende piek’, zegt Van der Ham. ‘Als je die leeftijd hebt, ben je nog opgegroeid zonder gps en had je altijd een wegenkaart in de auto liggen. Dan moest je voor je wegreed de route uit je hoofd leren.’

Zonder hulp je weg leren vinden kan een prima hersentraining zijn, vult Van der Ham aan. Omdat met ouderdom ook het richtingsgevoel afneemt, is het volgens haar beter als mensen soms oefenen met kaartlezen, in plaats van altijd maar de smartphone te laten bepalen welke route je loopt of rijdt. Zo valt misschien zelfs het inbeeldingsvermogen te trainen: wie een route plant, ziet allerlei plaatsen voor zich.

Helemaal afscheid nemen van digitale navigatiehulp is overdreven, vindt hoogleraar ruimtelijke cognitie Albert Postma van de Universiteit Utrecht (UU). ‘Met navigatie-apps bereik je meer bestemmingen zonder te verdwalen, en je houdt energie en tijd over om nieuwe ervaringen op te doen. Probeer het dus te combineren, is mijn boodschap.’

Maar de kaart-app in smartphones doet nog iets: het geeft iedereen continu toegang tot een bovenaanzicht op de directe omgeving. Helpt dat juist niet om kaartlezen te trainen? ‘Dat kan’, reageert Spiers. ‘Als je precies de wegen op de kaart relateert aan wat je om je heen ziet en onthoudt wat de display laat zien, dan kun je ook met Google Maps routes leren. Maar we hebben hiernaar nog geen onderzoek gedaan.’

Waar zit de kaart in ons hoofd?

Het verschil tussen ‘lui’ en ‘actief’ navigeren heeft geleid tot een andere ontdekking: wáár we in het brein onze routes opbergen. De eerste aanwijzing daarvoor komt van neurowetenschapper Eleanor Maguire. Zij vergeleek de hersenen van Londense taxichauffeurs die zonder navigatiehulp kriskras van hot naar her rijden en daarom de stad uit hun hoofd kennen, met die van buschauffeurs die in dag in, dag uit vaste routes rijden en daar niet of nauwelijks over hoeven na te denken. En jawel: de taxichauffeurs hebben een dikkere hippocampus, het gebied waar ons geheugen nestelt.

Het meest wonderlijke aan die vondst is misschien wel het feit dat routekaarten opslaan letterlijk ruimte inneemt. Elk relevant knooppunt in een gebied – zeg, de entree van een treinstation – krijgt in de hippocampus een eigen hersencel toegewezen, een zogeheten plaatscel. ‘Als je dan in het echt aankomt bij die plek op de route, begint de bijbehorende plaatscel te vuren’, zegt UU-hoogleraar Postma. ‘Ook slaan de cellen informatie op over hoe de herkenningspunten zich tot elkaar verhouden, en weer andere cellen registreren kenmerken als de afstand daartussen.’

Zo heeft het brein altijd een soort mentaal bovenaanzicht van de omgeving achter de hand. Handig, zegt Postma, want zonder enig idee van waar alles ten opzichte van elkaar ligt, zouden we onze weg alleen maar kunnen vinden door voor elke route een reeks afslagen uit het hoofd te leren: hier links, dan rechts en daarna rechtdoor en je bent er. ‘Dat werkt op zich prima, totdat de weg een keer geblokkeerd is en je moet improviseren, of als je plotseling halverwege een route instapt.’ Dan werkt dit zogeheten ‘egocentrisch’ navigeren niet meer en moeten de hersenen overschakelen op het vogelperspectief met de plaatscellen: allocentrisch navigeren.

Bijzonder: die plaatscellen schieten al in de navigeerstand wanneer we beginnen te denken aan een reis, zegt Francesco Battaglia, neurowetenschapper aan het Donders Instituut in Nijmegen. Dat valt haarscherp bij knaagdieren te zien. Als ratten door een doolhof snuffelen om een smakelijke beloning te bemachtigen, dan zien wetenschappers bepaalde plaatscellen vuren die overeenkomen met afslagen en knooppunten waarover de ratten hun tocht afleggen. Maar ook later, als de rat slaapt, vuren de plaatscellen weleens in dezelfde volgorde – wat erop wijst dat het dier over zijn escapades droomt.

Dagdromende plaatscellen kunnen zo ook nieuwe paden onthullen. Zien ratten een onderzoeker voedsel neerleggen op een plek waar nooit eerder een beloning lag, dan vuren de plaatscellen in een compleet nieuwe volgorde richting die locatie. ‘Ze beelden dan bijvoorbeeld een afsnijroute in’, zegt Battaglia.

Bij mensen kunnen plaatscellen zelfs coderen voor hóé we een bestemming benaderen, zoals vanuit oostelijke richting, blijkt uit nieuw onderzoek van Columbia University. De deelnemers, die om medische redenen microchips in hun brein geïmplanteerd kregen, moesten speurtochten in virtual reality doorlopen. Stond zo iemand ten westen of ten oosten van een ‘schatkist’, dan vuurden daarvoor aparte plaatscellen, los van waar precies andere herkenningspunten in de buurt stonden.

Waarom lijkt de terugweg altijd korter dan de heenweg?

Dan is er nog het mysterie tijd. Typisch wat dat betreft: de heenweg naar een bestemming lijkt vaak langer te duren dan de terugweg. De klassieke verklaring, vertelt Van der Ham, is dat we op een compleet nieuwe route meer aandacht moeten opbrengen voor allerlei details om onze weg te vinden. ‘De eerste keer zie je veel meer en weet je nog niet precies wat wel en niet belangrijk is om te onthouden. Je bent dan meer bezig met de verwerking daarvan, wat de tijdsbeleving verlengt. En met bekendheid verdwijnt dit.’

Maar de hersenkronkels liggen misschien dieper. Er zijn aanwijzingen dat het brein zowel reistijden als afstanden verfrommelt, opblaast en verkleint, juist voor routes die het goed kent. Canadese wetenschappers ontdekten dat proefpersonen omgevingsdetails van bekende herkenningspunten in hun stad een halve seconde sneller oproepen dan van plekken in dezelfde stad die ze maar vaag kenden. Juist door de snelheid waarmee we bekende punten en routes inbeelden, kan het zijn dat mensen de reistijd voor bekende routes korter gaan inschatten.

Dat is precies wat neuroprof Hugo Spiers bij zijn proefpersonen ziet. Hij liet studenten wandelroutes tekenen van hun eigen universiteitscampus, met bijbehorende reistijden. Daarbij onderschatten ze stelselmatig de looptijd met één à twee minuten. Moesten ze wandeltijden inschatten voor een campus die ze pas net voor het eerst hadden bezocht, dan waren hun inschattingen realistischer. Opvallend: de studenten tekenden ‘hun’ campus op een fors grotere schaal, wat zou kunnen betekenen ook het ruimtebesef is vertekend.

Hoe precies ruimte en tijd in het brein uit de maat lopen, is een fenomeen dat neuropsychologen pas net beginnen te ontrafelen. Een nieuw inzicht is dat de hersenen bepaalde plaatscellen aansporen om tijdens een reis bij te houden hoeveel tijd verstrijkt. Plaatscellen die tijd registreren zijn pas afgelopen decennium voor het eerst in ratten waargenomen en hebben volgens Van der Ham een trend ontketend ‘om binnen dit soort onderzoek tijd en ruimte los van elkaar te zien’.

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234