In een poging om vergeetachtigheid tegen te gaan, bouwen sommige mensen een paleis van het geheugen. Het is een methode om te onthouden, in de oudheid uitgevonden door (volgens de legende) de Griekse dichter Simonides van Ceos, meer recent populair gemaakt door meerdere bestsellers (en het “gedachtenpaleis” van Benedict Cumberbatch’s Sherlock Holmes).
Geheugenpaleizen bieden denkbeeldige architectonische opslagplaatsen voor het opslaan en ophalen van alles wat je je zou willen herinneren. Zestien eeuwen geleden sprak de heilige Augustinus over “schatten van ontelbare beelden”, opgeslagen in zijn “ruime paleizen van het geheugen”. Maar eenentwintigste-eeuwse wetenschappers die het geheugen bestuderen hebben een belangrijk punt gevonden dat niet vergeten mag worden: Zelfs het meest luxueuze paleis van het geheugen heeft vuilnisbakken nodig.
Verre van een mislukking te betekenen, kan vergeten de frontliniestrategie van de hersenen zijn bij het verwerken van binnenkomende informatie.
“Er zijn herinneringen die we niet willen en die we niet nodig hebben,” zegt neurowetenschapper Maria Wimber. “Vergeten is goed en een adaptief iets.”
Traditioneel wordt vergeten beschouwd als een passief verval in de loop van de tijd van de informatie die is opgenomen en opgeslagen in de hersenen. Maar terwijl sommige herinneringen gewoon vervagen als inkt op papier dat aan zonlicht wordt blootgesteld, suggereert recent onderzoek dat vergeten vaak opzettelijk gebeurt, waarbij het wissen wordt georkestreerd door ingewikkelde cellulaire en moleculaire mechanismen. En vergeetachtigheid is niet noodzakelijk een teken van een gebrekkig geheugen. “In feite,” zegt Wimber, “is keer op keer aangetoond in computationele modellen en ook in dierlijk werk dat een intelligent geheugensysteem vergetelheid nodig heeft.”
Verre van een teken van falen, kan vergetelheid de frontlijnstrategie van de hersenen zijn bij het verwerken van binnenkomende informatie. Vergeten is essentieel, stellen sommige onderzoekers nu, omdat het biologische doel van het geheugenapparaat van de hersenen niet het bewaren van informatie is, maar eerder het helpen van de hersenen om goede beslissingen te nemen. Inzicht in hoe de hersenen vergeten kan aanknopingspunten bieden voor het verbeteren van mentale prestaties in gezonde hersenen en tegelijkertijd inzicht verschaffen in de mechanismen die ten grondslag liggen aan een verscheidenheid van psychische stoornissen.
Een grafiek ontworpen door de 19e eeuwse Duitse psycholoog Hermann Ebbinghaus kwantificeerde het verval van het geheugen in de tijd. Moderne onderzoekers gebruiken deze grafiek om de competitie te illustreren tussen geheugenversterking (of consolidatie, blauwe pijlen) en processen die herinneringen afbreken en verzwakken (vergeten, roze pijlen). In dit voorbeeld is de herinnering sterk (een piekpercentage wordt vastgehouden) na ongeveer twee dagen na het verwerven van een herinnering. Daarna vervalt het geheugen snel gedurende ongeveer twee dagen en begint dan te stabiliseren als consolidatie het vergeten compenseert.
Biologie van het herinneren
Het geheugen zelf is nog steeds een beetje een mysterie, maar het bestaat in wezen uit fysieke veranderingen in de hersenen die een representatie van vroegere ervaringen coderen. Deze geheugensporen – engrammen genoemd – kunnen worden gebruikt om het verleden te reconstrueren, zij het op onvolmaakte wijze. Veel deskundigen geloven dat engrammen worden opgebouwd door synapsen te versterken – de plaatsen waar signalen worden doorgegeven tussen zenuwcellen, of neuronen. Het oproepen van een herinnering reactiveert een patroon van zenuwcelsignalering dat de oorspronkelijke ervaring nabootst.
“De heersende opvatting is dat de vorming van een engram versterking van synaptische verbindingen impliceert tussen populaties van neuronen … die actief zijn tijdens een gebeurtenis,” schrijven Sheena Josselyn en Paul Frankland in de huidige Annual Review of Neuroscience. “Dit verhoogt de waarschijnlijkheid dat hetzelfde (of vergelijkbaar) activiteitspatroon binnen deze celassemblage op een later tijdstip kan worden gerecreëerd.”
Engrammen slaan natuurlijk niet elk detail van elke ervaring op. Sommige verslagen van activiteitspatronen blijven niet bewaard. En dat is een goede zaak, zegt Wimber, van de Universiteit van Birmingham in Engeland.
“Een al te precies geheugen is misschien niet echt wat we op de lange termijn willen, omdat het ons ervan weerhoudt onze herinneringen te gebruiken om ze te generaliseren naar nieuwe situaties,” zei ze in San Diego op een recente bijeenkomst van de Society for Neuroscience. “Als onze herinneringen te precies en overgefitted zijn, dan kunnen we ze niet echt gebruiken om … voorspellingen te doen over toekomstige situaties.”
Als je geheugen elk exact detail opslaat van het gebeten worden door een hond in het park, bijvoorbeeld, dan zou je niet noodzakelijkerwijs weten om op te passen voor een andere hond in een ander park. “In feite,” zegt Wimber, “wat we misschien willen is een flexibeler en meer gegeneraliseerd geheugen en dat zou een beetje het vergeten van de details inhouden en meer de ontwikkeling van een kern van een herinnering.”
Zulke “gestroomlijnde” geheugens zijn geen bijwerkingen van gebreken of beperkingen van de geheugenkracht, wezen Frankland en Blake Richards erop in een paper in Neuron in 2017. Dergelijke vereenvoudiging “is een essentieel onderdeel van adaptief geheugen,” schreven ze. “Eenvoudige herinneringen die de hoofdzaak van onze ervaringen opslaan en ingewikkelde details vermijden, zullen beter zijn voor het generaliseren naar toekomstige gebeurtenissen.”
Het krijgen van de hoofdzaak, en alleen de hoofdzaak, is daarom waardevol als een hulpmiddel bij het nemen van slimme beslissingen, zeggen Frankland, van het Hospital for Sick Children in Toronto, en Richards, van de Universiteit van Toronto. In feite geloven zij dat het verkeerd is om het geheugen te zien “als een middel om informatie op een zeer getrouwe manier door de tijd te sturen”. In plaats daarvan stellen zij voor dat “het doel van het geheugen is om intelligente besluitvorming te begeleiden.”
Het krijgen van alleen de kern is vooral nuttig in veranderende omgevingen, waar het verlies van sommige herinneringen de besluitvorming op verschillende manieren verbetert. Vergeten kan bijvoorbeeld verouderde informatie elimineren die een gezond oordeel zou belemmeren. En herinneringen die het verleden te getrouw weergeven, kunnen het vermogen aantasten om zich verschillende toekomsten voor te stellen, waardoor het gedrag te inflexibel wordt om met veranderende omstandigheden om te gaan. Niet vergeten kan resulteren in het voortduren van ongewenste of invaliderende herinneringen, zoals bij posttraumatische stressstoornis.
Actief vergeten
De grote waarde van vergeten impliceert dat het niet per ongeluk gebeurt. In sommige gevallen kan vergeten gewoon een onvermogen weerspiegelen om een geheugenspoor op te roepen, zelfs als het engram dat het codeert intact blijft. Maar een groeiend aantal onderzoekers gelooft dat dit niet het hele verhaal kan zijn. Zoals Ronald Davis en Yi Zhong opmerken, suggereert het opmerkelijke opslagvermogen van de hersenen dat het een efficiënt informatiebeheersysteem bezit, uitgerust met methoden om gegevens te verwijderen. “Vanwege het buitengewoon grote aantal geheugen-engrammen dat zich in de loop van de tijd in de hersenen kan ophopen, lijkt het logisch dat de hersenen … mechanismen moeten hebben om herinneringen te verwijderen die ongebruikt raken,” schreven ze in 2017 in Neuron.
Psychologen hebben de mogelijkheid van actief vergeten al meer dan een halve eeuw overwogen, maar pas in de afgelopen 15 jaar of zo hebben onderzoekers substantieel neurobiologisch bewijs over de kwestie verzameld. Hoewel de neurowetenschappelijke studie van het vergeten nog in de kinderschoenen staat, zijn wetenschappers begonnen met het onderscheiden van enkele van de tactieken van de hersenen voor het wissen van informatie. In hun artikel in Neuron beschrijven Davis, van het Scripps Research Institute in Florida, en Zhong, van de Tsinghua Universiteit in Peking, verschillende studies van de laatste jaren over mechanismen die het vergeetproces in de praktijk kunnen brengen.
Wanneer herinneringen worden verworven (linksboven), worden sporen van de herinnering opgeslagen door moleculaire veranderingen in netwerken van cellen, waardoor een engram wordt gevormd. Herinneringen opgeslagen in engrammen kunnen “passief” worden vergeten door verschillende processen (linksonder), zoals verlies van contextuele aanwijzingen die het ophalen van de herinnering mogelijk maken, interferentie met het ophalen door andere soortgelijke herinneringen, of gewoon het verval van onstabiele biologische materialen in de engramcellen. Sommige onderzoekers geloven dat “actief” vergeten een krachtiger middel is om het geheugen te wissen dan de passieve mechanismen. Verschillende vormen van actief vergeten zijn voorgesteld, waaronder opzettelijke pogingen om onaangename herinneringen te onderdrukken (gemotiveerd vergeten); vergeten van sommige delen van een herinnering door het ophalen van andere delen; verval van het geheugen geïnduceerd door interferentie van andere informatieverwerking; en “intrinsiek” vergeten – wissen van informatie door cellen en biochemische processen als een essentieel onderdeel van het geheugenapparaat van de hersenen om informatie efficiënt te beheren.
Sommige vormen van vergeten lijken “passief” te zijn – een resultaat van ofwel natuurlijk verval van het biologische materiaal dat engrammen vormt of het verlies van het vermogen om ze terug te halen, merkten Davis en Zhong op. Maar veel vormen van vergeten lijken meer op het uitvoeren van een programma dat gegevens van je harde schijf wist. Nieuwe stimuli kunnen bijvoorbeeld oude herinneringen actief verstoren. Het terughalen van delen van een herinnering kan leiden tot het verlies van andere delen ervan. En “vergeetcellen” kunnen de hersenen het signaal geven om geheugensporen weg te vegen, stelden Davis en Zhong voor. “Wij stellen dat … de hersenen ook de inherente biologische capaciteit hebben om geheugensporen uit te wissen met behulp van signaleringssystemen” die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt bij het verwerven en opslaan van herinneringen. In feite zou vergeten de belangrijkste strategie van de hersenen kunnen zijn bij het beheren van informatie.
“Ik zou speculeren dat vergeten het standaardsysteem van de hersenen zou kunnen zijn,” zei Davis op de neurowetenschapsbijeenkomst. “We hebben misschien een traag chronisch vergetensignaal in onze hersenen dat in feite zegt: laten we alles wissen, tenzij een rechter … komt tussenbeide en zegt dat dit geheugen de moeite waard is om te redden.”
In verschillende experimentele studies hebben Davis en anderen ruim bewijs verzameld voor de rol van biochemische processen die het geheugen actief wissen. Studies in fruitvliegen, bijvoorbeeld, impliceren de bekende chemische boodschapper molecuul dopamine.
Vliegen kunnen zich herinneren om een geur te vermijden die gepaard is gegaan met een elektrische schok, een geheugen beheerd door zenuwcellen bekend als paddenstoel lichaam neuronen. Schokken activeren andere neuronen die dopamine naar de paddenstoelcellen zenden, waardoor biochemische reacties in gang worden gezet die een herinnering opslaan die de schok aan de geur koppelt. Maar die herinnering is snel vergeten (meestal tegen de volgende dag). Iets wist het, en het bewijs suggereert dat dopamine ook verantwoordelijk is voor het vergeten.
De dubbele rol van dopamine wordt niet volledig begrepen. Maar neuronen van het paddenstoellichaam bezitten twee verschillende moleculaire antennes die op dopamine reageren; een van die antennes (of receptormoleculen) initieert geheugenvorming, de andere bevordert het wissen. Of dopamine het geheugen bevordert of uitwist, kan afhangen van de context, waaronder de heersende biochemische omstandigheden en hoe actief het neuron van het paddenstoellichaam op dat moment is.
Fruitvliegen herinneren zich dat ze een geur vrezen als de aanwezigheid ervan gepaard gaat met een elektrische schok. Die herinnering ontstaat doordat de schok het vrijkomen van het molecuul dopamine stimuleert uit zenuwcellen die verbonden zijn met neuronen van het paddenstoellichaam, op hetzelfde moment dat de geur een cellulair signaal (via calcium) in gang zet. Gestimuleerd door dopamine, initieert een “moleculaire antenne” of receptormolecuul (dDA1) op het neuron van het paddenstoellichaam chemische reacties (via het cAMP-signaalmolecuul) die het neuron van het paddenstoellichaam herstructureren, waardoor het geheugen wordt versterkt. Herinnering vervaagt na verloop van tijd als, in afwezigheid van de geur, lagere niveaus van dopamine een ander dopamine-receptormolecuul (DAMB) stimuleren, wat leidt tot een verzwakking van de herinnering.
In ieder geval is bij het wisproces een eiwit betrokken dat bekend staat als Rac1, dat een rol speelt bij het structureren van synapsen. Herstructurering van synapsen in reactie op Rac1 kan verantwoordelijk zijn voor het verzwakken van engrammen, zo wijzen sommige studies uit. Het blokkeren van Rac1 activiteit, bijvoorbeeld, helpt om de duur van de herinnering te verlengen.
Rac1 kan ook betrokken zijn bij een tweede mechanisme van vergeten, aangedreven door de geboorte van nieuwe zenuwcellen (het proces bekend als neurogenese). Studies bij ratten hebben aangetoond dat nieuwe neuronen die in bestaande neurale circuits worden geïntegreerd, het circuit kunnen herstructureren. Dergelijke veranderingen in verbindingen kunnen de toegang tot herinneringen bemoeilijken, aldus Frankland op de neurowetenschapsbijeenkomst. Dierstudies hebben aangetoond dat het verstoren van neurogenese herinneringen in stand houdt, terwijl hoge niveaus van neurogenese het vergeten aanwakkeren. Of die vorm van vergeten belangrijk is bij mensen blijft onbekend, omdat de hoeveelheid neurogenese bij volwassen mensen nog steeds een onopgeloste vraag is.
In ieder geval suggereert het bewijs dat veel soorten “vergeetcellen” betrokken moeten zijn bij het uitwissen van engrammen. “Tientallen moleculaire en cellulaire paden bestaan waarschijnlijk om herinneringen te wissen,” schreven Davis en Zhong in Neuron.
Hoe en wanneer die processen werken kan van verschillende factoren afhangen, zoals lichamelijke activiteit, stress en slaap. Het is bekend dat slaap het geheugen bij mensen en andere dieren verbetert, vermoedelijk door een tijd te bieden waarin herinneringen kunnen worden opgeslagen (of “geconsolideerd”) in de hersenen. Maar slaap kan het geheugen ook helpen door het onderdrukken van de processen die tot vergeten aanzetten, aldus Davis en Zhong. Een studie uit 2015, gepubliceerd in Cell, vond bewijs dat slaap de afgifte van het dopamine-vergeet-signaal aan neuronen van het paddenstoellichaam remt.
Als vergeten de sleutel is tot hoe de hersenen met succes de massale gegevensinvoer verwerken die het elke dag tegenkomt – zoals onderzoek dat tot nu toe is verzameld suggereert – dan zouden gebreken in het vergeetproces plausibel kunnen bijdragen aan hersenaandoeningen, merken Davis en Zhong op. Tekortkomingen in het vermogen om te vergeten kunnen bijvoorbeeld een rol spelen bij autismespectrumstoornissen. De krachtige en slopende herinneringen van posttraumatische stressstoornis weerspiegelen zeker een onvermogen om verontrustende ervaringen te vergeten. Ongewenste, zich herhalende indringende herinneringen zijn een kenmerk van sommige psychiatrische stoornissen, zoals schizofrenie. En het onvermogen om cues te vergeten die samenhangen met verslavend drugsgebruik belemmert het herstel van middelenmisbruik.
Aan de positieve kant zou een beter inzicht in de biologie van het vergeten kunnen helpen bij het identificeren van geneesmiddelen die in staat zijn om noodzakelijke herinneringen te versterken en zich te ontdoen van ongewenste herinneringen. Maar dergelijke voordelen kunnen pas verschijnen na veel meer onderzoek, zei Davis op de neurowetenschapsbijeenkomst – sprekend tijdens een nogal schaars bezochte sessie.
“We staan aan het allereerste begin van pogingen om de neurobiologie van actief vergeten te begrijpen,” zei hij. Maar hij verwacht dat het veld snel meer aandacht zal trekken.
“Ik garandeer je dat over vijf jaar deze zaal gevuld zal zijn,” zei hij. “Hordes neurowetenschappers zullen dit gebied binnenvallen.” Als hij gelijk heeft, kunnen toekomstige vergaderingen over vergetelheid het beste worden bijeengeroepen in een ruim paleis – met voldoende prullenbakken en misschien zelfs een vuilnisbak.