Geheugen

We hebben het al eerder gehad over het vormen van herinneringen en wat dit precies inhoudt. We gaan nu (nog) preciezer kijken naar de variaties binnen geheugen en de werking ervan.

Eerder spraken we over LTP (het versterken van synapses) en welke invloed dat op het korte en lange termijn geheugen zou hebben. De tweedeling van korte en lange termijn geheugen is echter nog heel summier en kort door de bocht. Zo wekt het de illusie dat het korte en lange -termijn geheugen zich op een specifieke plek bevinden. Deze illusie heeft alles te maken met de neuromythe dat je maar 10% van je brein zou gebruiken (Bruykere, Hulshof, Kirschner, 2016). Omdat alle hersengebieden verschillende functies hebben, zijn ze genoodzaakt samen te werken. Dit betekent ook dat je bepaalde hersengebieden soms ook niet (of eerder: minder) gebruikt. Dit gegeven verklaart ook waarom geheugen niet in één gebied in het brein is opgeslagen. Elke herinnering heeft namelijk te maken met verschillende hersengebieden. Voordat we gaan kijken naar de opslaglocaties van het geheugen, gaan we eerst kijken naar de eerste twee vormen van geheugen: sensorisch geheugen en korte termijn geheugen.

Sensorisch geheugen

Het is lastig om over sensorisch geheugen als een daadwerkelijk geheugen te praten. De ‘herinneringen’ die in je sensorisch geheugen worden opgeslagen duren namelijk gemiddeld één seconde. Het sensorisch geheugen is namelijk in feite alle informatie die via je zintuigen binnenkomt. Dit is heel veel informatie, maar zoals gezegd houd je het maar heel kort vast. Dit weten we door onderzoek van o.a. George Sperling (1960). Sperling liet testpersonen drie rijen met cijfers zien, om deze vervolgens weer te laten verdwijnen. Een kwart seconde nadat de cijfers waren verdwenen, vroeg Sperling de testpersonen de cijfers van de bovenste, middelste of onderste rij te benoemen. Dit lukte, omdat het beeld van de drie rijen voor die hiervoor benoemde seconde in je sensorisch geheugen blijft zitten. Kwam de vraag ook maar een halve seconde later, hadden de testpersonen er een stuk meer moeite mee. Uit dit onderzoek werd tevens geconcludeerd dat de transfer naar het korte termijngeheugen enkel gemaakt kan worden, als het brein er op heeft gefocust.

Korte termijn geheugen

Het korte termijn geheugen is de volgende stap naar het lange termijn geheugen. Nadat het sensorisch geheugen door het brein is gefilterd, komt deze gefilterde informatie terecht in het korte termijn geheugen. Wat er uit je sensorisch geheugen wordt gefilterd is afhankelijk van de focus die je ergens op legt. Deze focus, welke wordt aangestuurd vanuit de pre-frontale cortex, kan bijvoorbeeld komen door herkenning; je bent dan automatisch geneigd daar je focus op te leggen (Carter, 2019). Het korte termijn geheugen heeft van alles te maken met LTP. LTP, het sterker worden van synapses, kent namelijk meerdere fases: de vroege en de late fase. De vroege fase, ook wel E-LTP (E van early) wordt gezien als de basis van korte termijn geheugen. Tijdens E-LTP zorgt een toename van calcium in de presynaptische cel voor een toestroom aan natrium/calcium kanalen in de membraan van de presynaptische cel. Deze kanalen zullen er echter niet voor altijd zijn en kunnen dus na korte tijd weer verdwijnen. De toestroom van nieuwe kanalen zorgt ervoor dat je informatie voor een korte tijd kan vasthouden. Hoe lang je het kan vasthouden is volledig afhankelijk van bijvoorbeeld de kracht van de stimuli en de hoeveelheid herhaling. Zo kan een nietszeggende getallenreeks zonder herhaling hooguit 30 seconde in je korte termijn geheugen verblijven, maar een boodschappenlijst met je belangrijkste boodschappen een paar uur. Eigenlijk moet het korte termijngeheugen gezien worden als een vroege fase van het lange termijn geheugen. De overeenkomsten tussen beiden zijn namelijk enorm.

Over de precieze werking van het korte termijn geheugen is overigens nog veel verdeeldheid (Cowan, 2000). Ditzelfde probleem is te zien rondom de discussie over het werkende geheugen. Volgens Cowan (2000) is het werkende geheugen een combinatie van het korte termijn geheugen en andere verwerkingstechnieken. Deze combinatie zou ervoor zorgen dat je niet alleen informatie kort kan opslaan, maar dat je er ook daadwerkelijk iets mee kan doen. Je zou in die zin het werkende geheugen kunnen zien als het denken of het bewustzijn. Hier later meer over.

Lange termijn geheugen

Het lange termijn geheugen is in feite wat er overblijft na de tweede fase van LTP. Waar de eerste ‘nieuwe’ natrium/calcium kanalen in de presynaptische membraan tot hooguit een paar uur stand houden, kunnen de kanalen die in de tweede LTP fase ontstaan tot altijd blijven zitten. Dit proces vindt plaats in de hippocampus (zie het kopje: hippocampus: versterken en verzwakken). Herinneringen worden echter niet allemaal in de hippocampus opgeslagen, maar worden verspreid over het brein. Hoe ze worden verdeeld, heeft alles te maken met de aard van de herinneringen en welke hersengebieden een rol spelen in deze herinneringen. Om deze reden is er onderscheid gemaakt in typen herinneringen.. Deze categorieën zijn in onderstaande afbeelding 3 schematisch weergegeven. Nadat informatie door het sensorisch en korte termijn geheugen is gegaan, wordt informatie verdeeld onder het expliciet en impliciet geheugen. Expliciet geheugen is al het geheugen waar je bewust over moet nadenken, impliciet geheugen zijn alle onbewuste processen. Deze twee ‘typen’ geheugen kennen zelf ook weer een aantal subcategorieën.

Episodisch geheugen (expliciet)

Episodisch geheugen gaat, zoals de naam al doet vermoeden, over het vermogen om persoonlijk ervaringen op te slaan. Het zijn complexe herinneringen: diverse zintuigen zijn er intensief bij betrokken en ook emoties spelen een rol. Geheugengebieden die een rol spelen bij het episodisch geheugen zijn o.a. : de hippocampus (LTP), de entorinale schors (PRC), de gyrus parahippocampalis (PHC) en de amygdala (Camina & Güell, 2017). De entorinale schors werkt als verbinding tussen de hippocampus en de neocortex en daarmee met o.a. cognitie en herkenning van beelden. De gyrus parahippocampalus maakt onderdeel uit van het limbisch systeem en speelt een rol in het coderen van herinneringen (van stimulus naar herinnering).

Semantisch geheugen (expliciet)

Een persoon heeft heel wat conceptuele kennis, ofwel kennis over principes, theorieën, talen, modellen etc, en gebruikt deze voor hele uiteenlopende zaken. Al deze conceptuele kennis wordt opgeslagen in het semantisch geheugen (ook wel bekend als het declaratieve geheugen). Omdat het semantisch geheugen zo uiteenlopend is, is een groot deel van het brein er bij betrokken. Zo zijn er alleen al voor het begrijpen van taal gebieden betrokken die te maken hebben visuele, auditieve en emotionele functies (Camina & Güell, 2017). Om het semantisch geheugen uit te breiden, is het ook van belang dat je met je semantische geheugen overweg kan. Uit onderzoek is gebleken dat de pariëtale lob en en de temporale lob de basis vormen voor het verwerken van nieuw semantisch geheugen (Binder & Desai, 2011)

Episodisch geheugen kan zich transformeren tot semantisch geheugen als het geleerde los komt te staan van de herinnering (Konrad, 2018). Zo zou het kunnen zijn dat je een streekproduct hebt gegeten dat je enorm vies vond. Na verloop van tijd vergeet je het exacte moment dat je dit product at, maar onthoud je wel de naam van het product en de associatie dat het vies was.

Procedureel geheugen (impliciet)

In het procedurele geheugen zitten motorische en executieve vaardigheden opgeslagen. Deze vaardigheden voer je onbewust uit (denk hierbij aan fietsen of wandelen). Procedureel geheugen kan aangeleerd worden door veel te oefenen en dus ervaring op te doen. Het aanleren van procedureel geheugen is door Fitts en Posner (1967) in een model gegoten:

1. Cognitieve fase: Het bewust nadenken over de aan te leren vaardigheden. De vaardigheid moet opgedeeld worden in kleine stukjes om het geheel beter te begrijpen.

2. Associatieve fase: Het oefenen van de vaardigheid duurt net zo lang tot de vaardigheid geautomatiseerd is. Het sensorisch systeem ontvangt de informatie die benodigd is voor het goed uitvoeren van de vaardigheid.

3. Autonome fase: Het perfectioneren van de vaardigheid door ervan bewust te zijn welke stimuli belangrijk en onbelangrijk zijn; de vaardigheid is dusdanig goed geautomatiseerd dat je er bijna tot niet meer over nadenkt.

Het cerebellum, ook wel kleine hersenen genoemd, speelt een grote rol in het uitvoeren van procedurele vaardigheden. Dit weet men door patiënten met schade aan het cerebellum intensief te bestuderen (Camina & Güell, 2017).

Associatief geheugen (impliciet)

Associatief geheugen, ook wel priming genoemd, is het geheugen dat ervoor zorgt dat je informatie kan associëren met al in het brein aanwezige informatie. Het associatief geheugen heeft dus van alles te maken met conditionering. Binnen het associatief geheugen wordt onderscheid gemaakt tussen twee soort conditionering: klassiek en operant. Klassieke conditionering is de link tussen een stimulus en gedrag. Hierbij kan gedacht worden aan het expering van Pavlov (Camina & Güell, 2017; Pavlov, 1927). Operante conditionering heeft te maken met gedrag en beloning. Operante conditionering speelt een grote rol in het klaslokaal in de vorm van straffen en belonen. Zo zorgen complimenten voor een toename van dopamine, waardoor de kans dat het kind goed gedrag nog een keer laat zien wordt vergroot. Bij operante conditionering bevind je je wel snel op glad ijs. Zo kan het een teveel aan complimenten ervoor zorgen dat de kracht van individuele complimenten afneemt of dat kinderen goed gedrag niet meer vertonen als ze geen compliment krijgen (ze zijn er afhankelijk van geworden) (Cherry, K. 2020). De basis van het associatieve geheugen ligt bij de hippocampus en dus de temporale lob. Onderzoek heeft uitgewezen dat ook de prefrontale cortex en de striatum een rol spelen. De prefrontale cortex is o.a. verantwoordelijk voor focus en de striatum speelt een belangrijke rol in de verspreiding van dopamine (Fanselow, Michael S.; Poulos, Andrew M, 2004).