Denkkracht, geheugen, focus: hoe werkt cognitie?

Ons denkvermogen gaat niet vanzelf aan het werk. Het wordt aangestuurd vanuit het voorste stuk van ons brein, de prefrontale cortex. In dit regelcentrum zitten de hogere cognitieve functies - executieve functies genoemd - die efficiënt en effectief denkstappen plannen en uitwerken. Ze liggen mede aan de basis van intelligent gedrag, sociaal inzicht en je leervermogen.

Ze zorgen ervoor dat je je plan – op dit moment: meer over cognitie leren - ook echt uitvoert, en dit artikel blijft lezen zonder je te laten afleiden. Dat je je aandacht bij deze tekst en video’s houdt en creatief bent als er iets onverwachts gebeurt - als bijvoorbeeld het internet uitvalt. Bovendien behoeden ze je ervoor dat je niet toegeeft aan gekke hersenspinsels.

Of het je lukt om je leerplan uit te voeren, hangt er mede vanaf hoe oud je bent; of je cognitieve, emotionele en sociale vaardigheden ‘volwassen’ zijn. De prefrontale cortex is namelijk nog in ontwikkeling totdat je vijfentwintig jaar bent.

Cognitie gaat niet alleen over ratio, maar ook over ‘socio’ en ‘emo’. Sociale cognitie omvat wat we in ons brein opslaan over de wereld om ons heen; wat we van andere mensen vinden, wat we ons van sociale situaties herinneren en hoe we deze informatie gebruiken. Dit wordt opgeslagen in persoonlijke, cognitieve frames: constructies van je eigen werkelijkheid. Deze frames zijn deels aangeboren en deels door ervaring verkregen. Als we informatie krijgen die past in één van onze persoonlijke frames, dan wordt deze geactiveerd.

Stel, je hebt een appeltaart gebakken. Ondanks de ravage in de keuken word je blij als je de geur van de taart ruikt, de taart er goed uitziet, de taart lekker smaakt en je de deurbel hoort (visite!). Je zintuigen staan op scherp. Alle zintuiglijke informatie gaat de eerste twee seconden naar het sensorisch geheugen in de prefrontale cortex. Daarna gaan de gegevens naar het kortetermijngeheugen in de hippocampus, dat bestaat uit twee gedeeltes. Het ‘kortste’ kortetermijngeheugen onthoudt ongeveer één minuut lang tien woorden of cijfers. Dat betekent dat wanneer je na het bakken van je taart wilt opschrijven hoeveel gram bloem, boter en suiker je al hebt toegevoegd, je niet te lang moet wachten. Voor je het weet, ben je de precieze getallen weer vergeten.

Het ‘gewone’ kortetermijngeheugen slaat informatie ongeveer 30 minuten op. Genoeg om je er bijvoorbeeld aan te herinneren dat je het deeg na twintig minuten weer uit de koelkast moet halen. Het kortetermijngeheugen is niet hetzelfde als het werkgeheugen. Dankzij je kortetermijngeheugen kun je kort iets onthouden, zoals een telefoonnummer. Het werkgeheugen kan kort iets doen, zoals een telefoonnummer achterstevoren opzeggen.

Als je de kunst van het bakken nuttig vindt, gaat de informatie via de hippocampus naar het langetermijngeheugen. De hippocampus (‘zeepaardje’) heet zo vanwege de vorm; het brein heeft er twee van, die met hun ‘staartjes’ in elkaar haken. De hippocampus kan door training groeien, zoals bij Londense taxichauffeurs. Met hun straatnamenknobbel hebben zij een hippocampus die vijftig procent groter is dan bij mensen die geen chauffeur zijn en bij mensen die altijd met een navigatiesysteem rijden. 

Bij het maken van een appeltaart smaakt de taart er vast niet minder om als je een appel meer of minder gebruikt. Maar als je bijvoorbeeld tijdens het autorijden bent afgeleid door een mobiele telefoon – en informatie niet opslaat in je werkgeheugen - dan kunnen de gevolgen groot zijn. Er ontstaat een concurrentiestrijd tussen de aandacht voor het autorijden en die voor een berichtje op je telefoon. Zodra je de afleiding een kans geeft, heb je minder tijd om op de rem te trappen of om bij te sturen.

Met de andere techniek, fMRI, kun je de activiteit van het brein met behulp van een computer omzetten in een driedimensionaal beeld. Zo zie je welke hersengebieden actief zijn bij een bepaalde activiteit. Behalve aandacht kun je ook andere cognitieve functies met deze technieken onder de loep nemen. Denk daarbij aan aandacht, interpretatie, intelligentie en het geheugen.

Wetenschappers gaan daarbij steeds een stapje verder. Recentelijk gingen ze op zoek naar de cognitieve basis van het schrijversbrein. Welke hersengolven heeft Arnon Grunberg tijdens het schrijven van een nieuw boek? En hoe reageren de hersengolven van de lezers daarop? 

Uitstel van verdere achteruitgang is soms wel mogelijk. Daarom hebben onderzoekers voor een ziekte als MS hersentrainingen ontwikkeld. Als de executieve functies nog wel werken, dan kunnen mensen zich nog voldoende redden. De hippocampus van sommige MS-patiënten is bijvoorbeeld aangetast, net als bij mensen die de ziekte van Alzheimer hebben, maar bij MS gaat de achteruitgang van cellen minder snel. Daarom is training van de hippocampi, en een paar andere gebiedjes, nog mogelijk. Ook voor gezonde mensen zijn er breintrainingen.

Bij psychische klachten, zoals een depressie, is cognitieve verslechtering vaak tijdelijk. Ook lichte vormen van stress en angst kunnen een slechte invloed hebben op cognitief functioneren. Als iemand bijvoorbeeld ruzie heeft, dan bereidt het lichaam zich voor op vechten, vluchten of bevriezen. Neurotransmitters maken daarvoor eerst adrenaline aan en, als de stress aanhoudt, het stresshormoon cortisol. Deze stof legt langzamerhand de geheugenfuncties stil. Terwijl het betrokken hersengebiedje, de hippocampus, er juist voor zou moeten zorgen dat het stressniveau lager wordt. Bovendien raakt de frontaalkwab ontremd, waardoor het niet alleen in je hoofd maar ook in je dagelijks leven een chaos wordt.

Ook bij licht(er) alcoholgebruik zijn er negatieve effecten op cognitie, hoewel over het effect van licht gebruik het laatste woord nog niet gezegd lijkt te zijn. Dit vonden de presentatoren van De Kennis van Nu zelf uit door een maand geheelonthouder te zijn samen met een straat uit Nijmegen: