"

dinsdag 7 juli 2015

Hoe het brein habits maakt en breekt

Elke dag hebben we te maken met een verrassend groot aantal van gewoonlijke gedragingen. Velen van hen, van het poetsen van onze tanden tot het besturen van een bekende route, laten ons toe om bepaalde dingen op de automatische piloot te doen. Onze hersenen worden zo niet overbelast wanneer ze zich moeten concentreren op elke poetsbeweging of de talloze kleine bijsturingen aan het stuur. Andere habits, zoals joggen, helpen ons gezond te blijven. Regelmatig snoepen uit de snoeppot niet. En habits die zich begeven op het gebied van dwang of verslavingen, zoals te veel eten of roken, kunnen ons bestaan bedreigen. 

Hoewel habits een groot deel van ons leven zijn, hebben wetenschappers de grootste moeite gehad om vast te stellen hoe de hersenen nieuw gedrag omzetten in een routine. Zonder die kennis was het lastig voor specialisten om mensen, door middel van medicijnen of andere therapieën, te helpen met het breken van slechte habits.

Nieuwe technieken maken het eindelijk mogelijk dat neurowetenschappers de neurale activiteiten die ten grondslag liggen aan onze rituelen – waaronder het definiëren van onze “zogenaamde” gewoonte circuits in de hersengebieden en de verbindingen die verantwoordelijk zijn voor het creëren en onderhouden van deze routines – kunnen ontcijferen. De inzichten uit dit werk helpen neurowetenschappers te achterhalen hoe het brein goede habits bouwt en waarom we allemaal lijken te worstelen met het breken van habits waar we niet om geven, evenals het verzoek van onze artsen of geliefden om te stoppen met bepaalde habits. Het onderzoek suggereert dat door opzettelijke conditionering van onze hersenen, we in staat kunnen zijn om habits, goede en slechte, te controleren. Die belofte komt voort uit experimentele onderzoeken en is zeer verrassend: zelfs wanneer het lijkt dat we automatisch handelen, is een deel van onze hersenen plichtsgetrouw ons gedrag aan het monitoren.

“Zelfs wanneer het lijkt dat we automatisch handelen, is een deel van onze hersenen plichtsgetrouw ons gedrag aan het monitoren.” 

Wat is een habit nou eigenlijk? 

Habits lijken zich te onderscheiden als duidelijke acties, maar neurologisch gezien, vallen ze binnen een continuüm van menselijk gedrag.

Aan de ene kant van dat continuüm zijn er gedragingen die zodanig op de automatische piloot gedaan kunnen worden dat er genoeg vrije ruimte binnen onze hersenen is voor verschillende bezigheden. Andere gedragingen kunnen veel van onze tijd en energie vragen. Onze habits ontstaan natuurlijk als we onze fysieke en sociale omgeving en onze innerlijke gevoelens verkennen. We proberen het gedrag uit in bepaalde contexten, ondervinden welke heilzaam en niet zwaarwegend lijken te zijn en verbinden die vervolgens aan de vorming van onze routines.

“Heb ik de deur wel op slot gedaan?” 


Allemaal beginnen we dit proces als we erg jong zijn. Maar het kan ook omgekeerd werken. Hoe meer routine het gedrag wordt, hoe minder we er bewust van zijn. We verliezen de alertheid en het volledige toezicht van dat gedrag. “Heb ik eigenlijk de verwarming uitgezet toen ik het huis verliet?” “Heb ik de deur wel op slot gedaan?” Dit verlies van alertheid bemoeit zich niet alleen met ons dagelijks functioneren, het maakt ook mogelijk dat slechte habits erin kunnen sluipen. Veel mensen die aankomen in gewicht, slechts een paar pond over een bepaalde tijd, beseffen plotseling dat ze geregeld in de snoeppot graaien of dat ze steeds vaker naar de snackbar zijn geweest, terwijl ze daar nauwelijks over nadenken op het moment dat ze dat doen.

Dit verraderlijke falen om toezicht te houden op onze acties, betekent ook dat habits verwant aan verslavingen kunnen worden. Getuige gaming, (internet)gokken en constante apps en tweets en natuurlijk alcohol- en drugsgebruik. Verslaving, een repetitief gedreven gedragspatroon, kan een deel van wat ooit een bewuste keuze was overnemen. Neurowetenschappers worstelen nog steeds met de gedachte of verslavingen als normale habits beschouwd kunnen worden, of meer als extreme voorbeelden aan de andere kant van het spectrum. Zo kunnen bepaalde neuropsychiatrische aandoeningen zoals obsessieve-compulsieve stoornis – men heeft dan last van steeds terugkerende dwanggedachten en/of dwanghandelingen – en sommige vormen van depressie, worden uitgevoerd in een continuüm. En habits kunnen ook extreme vormen aannemen als ze worden betrokken bij stoornissen als autisme en schizofrenie, waarin herhaaldelijk, overdreven geconcentreerd gedrag een probleem is.

Opzettelijke gedrag wordt routine

Hoewel habits langs verschillende delen van het gedrag spectrum vallen, delen ze bepaalde kernfuncties. Eenmaal gevormd, bijvoorbeeld, zijn ze koppig. Je kunt wel tegen jezelf "stop daarmee" zeggen, toch helpt deze vermaning het meeste van de tijd niet! Eén van de redenen kan zijn dat deze kritiek meestal te laat komt, nadat het gedrag al heeft plaatsgevonden en de gevolgen daarvan worden gevoeld.

In het bijzonder is deze koppigheid een aanwijzing voor het blootleggen van de hersencircuits die verantwoordelijk zijn geweest voor gewoontevorming en onderhoud. Habits zijn zo ingebakken dat we ze uitvoeren, zelfs als we niet willen, dit noemen we "versterking van het onvoorziene." Stel je doet A, en dan word je op één of andere manier beloond. Maar als je B doet, dan word je niet beloond of zelfs gestraft. Deze gevolgen van ons handelen – het onvoorziene – duwen ons toekomstige gedrag de ene of de andere kant op.

Signalen, ontdekt in de hersenen, lijken te corresponderen met dit versterking-gerelateerd leren, zoals oorspronkelijk uitgevoerd in studies door Wolfram Schultz en Ranulfo Romo. Zowel toen aan de universiteit van Fribourg in Zwitserland en vandaag de dag gemodelleerd door computationele (met behulp van een computer) wetenschappers. Bijzonder belangrijk is de 'beloning van voorspellingsfoutsignalen’, die een beoordeling geven van hoe nauwkeurig een voorspelling over een toekomstige versterking van het brein eigenlijk bleek te zijn. Op één of andere manier berekenen de hersenen deze evaluaties, om onze verwachtingen vorm te geven en waarde toe te kennen aan bepaalde acties. Door het intern monitoren van onze acties en daar een positief of negatief gewicht aan te hangen, versterken de hersenen dit specifieke gedrag en verschuiven de acties van doelbewust naar gewoonlijk, zelfs wanneer we weten dat we eigenlijk niet zouden moeten gokken of te veel snoepen.

Een groep onderzoekers vroeg zich af wat deze verschuiving in de bedrading van de hersenen veroorzaakte en of die kon worden onderbroken. In het Graybiel lab van het Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.), begonnen de onderzoekers aan de hand van experimenten te ontcijferen welke hersengebieden hierbij betrokken waren en hoe hun activiteiten eventueel kunnen veranderen wanneer habits gevormd worden.

Eerst moesten ze met een experimentele test vaststellen wanneer een bepaald gedrag een habit is. Britse psycholoog Anthony Dickinson had in de jaren 80 zo’n test bedacht die nog steeds op grote schaal wordt gebruikt. Dickinson en zijn collega's leerden lab ratten in een experimentele box om op een hendel te drukken, met voedsel als beloning.

Wanneer de ratten deze taak goed hadden geleerd en terug waren in hun kooien, hebben de onderzoekers de beloning 'gedevalueerd’, hetzij door oververzadiging van de beloning of  door hen, na de beloning, een medicijn te geven dat lichte misselijkheid produceert. Later brachten ze de ratten terug naar de experimentele box en gaven hen de keuze om de hendel wel of niet in te drukken. Als een rat op de hendel drukte, hoewel de beloning nu misselijkheid was, beschouwde Dickinson dat als het gedrag van een habit. Maar, als een rat "mindful" was – als we kunnen spreken van mindfulness rat – drukte het niet op de hendel, alsof de rat besefte dat de beloning nu onaangenaam was; er had zich geen habit gevormd. De test gaf wetenschappers een manier om te controleren of er wel of niet een verschuiving van doelgericht- tot gewoontegedrag had plaatsgevonden.

Inprenting van een habit op de hersenen

Door verschillende variaties van deze standaardtest te gebruiken, hebben onderzoekers – waaronder Bernard Balleine van de Universiteit van Sydney en Simon Killcross van de Universiteit van New South Wales in Australië – aanwijzingen gevonden die suggereren dat verschillende hersengebieden het voortouw nemen als bewuste handelingen een habit worden. Nieuw bewijs uit experimenten met ratten, als ook op mensen en apen, wijst nu naar een verbinding tussen de neocortex – die als de kroon op het werk van de hersenen van zoogdieren wordt gezien – en het striatum. Dit gebeurt in het midden van de primitieve basale ganglia, die zich in de kern van onze hersenen bevindt. Deze circuits worden meer belast als we bewust handelen en minder als we onbewust handelen.

De onderzoekers leerden ratten en muizen om eenvoudig gedrag uit te voeren. In de ene taak onderwezen ze de dieren om door een T-vormige doolhof te lopen zodra ze een klik hoorde. Afhankelijk van een geluidsignaal die vervolgens klonk als ze liepen, zouden ze naar links of naar rechts in de richting van de bovenkant van de T lopen en aan het einde een soort beloning ontvangen. Hun doel was om te begrijpen hoe de hersenen de voors en tegens van bepaalde gedragen beoordeelt en dan vervolgens bestempelt als "blijvertje": een habit. De ratten van de onderzoekers ontwikkelden die habits zeker! Zelfs wanneer een beloning onsmakelijk was geworden, liepen de ratten er nog steeds naartoe als het geluidsignaal klonk.

Om erachter te komen hoe de hersenen bepaald gedrag als een habit bestempelen, begon het M.I.T. lab de elektrische activiteit van kleine verzamelingen van neuronen (hersencellen) in het striatum te registreren. Wat de onderzoekers vonden was verrassend. Toen de ratten voor het eerst het doolhof leerden kennen, waren de neuronen in het motorische gedeelte van het striatum de hele tijd actief. Maar wanneer hun gedrag meer een gewoonte werd, begon neuronale activiteit zich op te stapelen aan het begin en einde van het parcours en bedaarde het grootste deel van de tijd daar tussenin. Het was alsof het hele gedrag verpakt was met de striatale cellen, met daarin opgemerkt het begin en einde van elk parcours. Dit was een ongewoon patroon; wat leek te gebeuren is dat de striatale cellen kneedbaar waren en tegelijkertijd konden bijdragen aan complete bewegingen terwijl relatief weinig "expert cellen" de details van het gedrag verwerkten.

“555-1212 in plaats van -5-5-5-1-2-1-2” 
Dit patroon deed de onderzoekers denken aan de manier waarop de hersenen herinneringen vastleggen. We weten allemaal hoe nuttig het is om een reeks getallen als grotere eenheden te onthouden, in plaats van één voor één – zo is "555-1212" makkelijker te onthouden dan "5-5-5-1-2-1-2." Overleden Amerikaanse psycholoog George A. Miller bedacht de term "chunking" om te verwijzen naar deze verpakking van items in een memory unit. De neurale activiteit aan het begin en einde van een parcours leek vergelijkbaar. Het is alsof het striatum grenspunten stelt voor stukjes (verpakt) gedrag – habits –  waarvan de interne evaluatie heeft besloten dat deze moeten worden opgeslagen. Als dat waar is, dan zou deze manoeuvre betekenen dat het striatum ons wezenlijk helpt een opeenvolging van handelingen in een enkele eenheid te combineren: Je ziet de snoeppot en je reikt er automatisch naar, neemt een snoepje en eet het "zonder na te denken".

Onderzoekers hebben ook een “circuit van beraadslaging” geïdentificeerd. Deze omvat een ander deel van het striatum en is actief wanneer keuzes niet op de automatische piloot worden gemaakt maar enige besluitvorming vereisen.

Om de wisselwerking tussen deze beraadslaging en gewoonte circuits te begrijpen, hebben de onderzoekers signalen in beide circuits tegelijk opgenomen. Omdat de ratten een taak aangeleerd kregen, werd vooral in het striatum gedeelte “circuit van beraadslaging” sterke activiteit gemeten. Vooral tijdens het midden van het parcours, wanneer de ratten, gebaseerd op het geluidsignaal, moesten beslissen welke kant van de T ze op moesten gaan. Dit patroon was bijna precies het tegenovergestelde van het “chunking” patroon dat ze in het gewoonte striatum hadden gezien. En toch is de hersenactiviteit achteruit gegaan toen het gedrag een habit werd. Dit patroon houdt in dat als we habits ontwikkelen – althans zoals ratten doen – habit-gerelateerde circuits aan kracht winnen, doch er ook veranderingen in aanverwante circuits optreden.
Omdat het striatum samenwerkt met een habit-gerelateerd deel van de neocortex –  bij de voorzijde van de hersenen bekend als de infralimbic cortex – is ook in dat gebied activiteit geregistreerd. Dit bleek eveneens een eye-opener voor de onderzoekers te zijn. Hoewel ze aan het begin en eind een opeenstapeling van activiteit in het gewoonte striatum zagen, was er tijdens de initiële leerperiode maar weinig verandering in de infralimbic cortex. Pas toen de dieren waren opgeleid voor een lange tijd en de habit werd bevestigd, veranderde de infralimbische activiteit. Opvallend was dat, wanneer dit gebeurde, er meteen een “chunking” patroon ontwikkeld werd. Het was alsof de infralimbic cortex verstandig genoeg wachtte, totdat het striatum evaluatiesysteem had besloten dat het gedrag een blijvertje was, voor ze de grotere hersenen zou aanspreken.

 Stop daarmee!

De onderzoekers besloten om te testen of de infralimbic cortex de volledige controle heeft over de vraag of een habit door een nieuwe techniek, genaamd optogenetica, tot uiting kan komen. Met deze techniek kunnen ze lichtgevoelige moleculen in een klein gebied van de hersenen plaatsen en vervolgens, door licht op de regio te schijnen, de neuronen in die regio aan of uitzetten. Ze experimenteerden met het uitschakelen van de infralimbic cortex bij ratten die het T-doolhof volledig tot een habit hadden verworven en een “chunking” patroon hadden gevormd. Toen ze de neocortex, terwijl de ratten liepen, voor maar een paar seconden uitschakelden, werd de habit volledig geblokkeerd.

Met deze techniek kon de habit snel worden geblokkeerd, soms direct en de blokkade bleef bestaan, zelfs nadat het licht werd uitgeschakeld. Echter, stopten de ratten niet met lopen door het doolhof. Het was gewoon het gebruikelijke loopje naar de gedevalueerde beloning, die inmiddels was verdwenen. De ratten liepen nog steeds en bereikte de goede beloning aan de andere kant van het doolhof. In feite, bij herhaaldelijk testen, ontwikkelden de ratten een nieuwe habit: lopen naar de kant met de goede beloning van het doolhof, ongeacht wat voor signaal er werd gegeven.

Toen ze vervolgens dat kleine stukje van de infralimbic cortex afremde, blokkeerde  de nieuwe habit en verscheen meteen de oude. Deze terugkeer van de oude habit gebeurde in een kwestie van seconden en dat bleef zo gedurende de testen, zonder dat de onderzoekers de infralimbic cortex weer uitschakelden.

Veel mensen kennen het gevoel van heel hard werken om een habit te doorbreken terwijl het zo makkelijk terugkomt, als een klap in je gezicht, na een stressvolle tijd of tijdens een terugval. Toen vele jaren geleden de Russische wetenschapper Ivan Pavlov dit fenomeen onderzocht bij honden, concludeerde hij dat de dieren diep geconditioneerd gedrag, zoals habits, nooit vergeten. Het meeste dat ze kunnen doen is het onderdrukken. De onderzoekers zochten diezelfde koppigheid van habits in hun ratten. Opmerkelijk genoeg, kunnen ze de habits aan- en uitschakelen door het manipuleren van een klein deel van de neocortex tijdens het feitelijke gedrag. Ze weten echter niet tot hoe ver ze dit kunnen controleren. Bijvoorbeeld als de ratten drie verschillende habits achter elkaar hebben geleerd en je blokkeert de derde, zou de tweede habit dan boven komen drijven? En als je vervolgens de tweede blokkeert, zou de eerste dan verschijnen?

Een belangrijke vraag voor de onderzoekers was of ze in de eerste plaats konden voorkomen dat een habit zich zou vormen. Ze trainden de ratten net genoeg om het goede einde van de T te bereiken, maar niet genoeg om het gedrag als een habit te bestempelen. Ze vervolgden de training, maar tijdens elk parcours gebruikten ze optogenetica om de infralimbic cortex te remmen. De ratten bleven goed lopen in het doolhof, maar ze hebben nooit de habit verworven, ondanks de vele dagen van (over)training die in vele gevallen de habit permanent zouden hebben gemaakt. Een controle groep ratten, die dezelfde training onderging maar zonder optogenetische onderbreking, vormde de habits normaal.

Het breken van slechte habits

De onderzoekers hebben met hun experimenten een aantal merkwaardige lessen geleerd. Ten eerste is het geen wonder dat habits zo moeilijk te breken zijn, aangezien ze vastgelegd en gemarkeerd worden als “schijnbaar” gestandaardiseerde brokken van neurale activiteit, een proces waar meerdere hersenen circuits bij betrokken zijn.

Toch verrassend dat, hoewel habits bijna automatisch lijken, ze eigenlijk voortdurend onder controle staan door ten minste één deel van de neocortex en dit gebied moet “actief” zijn om de habit te vervaardigen. Het is alsof de habits er zijn, klaar om gebruikt te worden, als de neocortex vaststelt dat de omstandigheden juist zijn. Zelfs als we niet bewust ons gewoonlijke gedrag monitoren – immers, dat is een groot deel van hun waarde voor ons – hebben we circuits die dit van moment tot moment actief bijhouden. We grijpen misschien naar de snoeppot zonder "na te denken," maar ondertussen is een bewakingssysteem in de hersenen aan het werk, als een vlucht-bewakingssysteem in een vliegtuig.

Dus hoe dichtbij zijn de onderzoekers met het klinisch helpen van mensen? Het zal waarschijnlijk nog lang duren voordat iemand een schakelaar kan omzetten waarbij onze vervelende habits verdwijnen. De experimentele methoden die tot nu toe gebruikt zijn kunnen nog niet direct vertaald worden naar mensen. Maar de neurowetenschap verandert razendsnel en de onderzoekers in het veld komen steeds meer tot de belangrijke kern: de regels die habits maken en breken. Als we volledig kunnen begrijpen hoe habits worden gemaakt en gebroken, begrijpen we beter ons eigenzinnige gedrag en hoe we dit kunnen trainen.

Het is ook mogelijk dat deze groeiende kennis mensen aan het einde van het gewoonte spectrum kan helpen: middels het verstrekken van aanwijzingen voor hoe je obsessief-compulsieve stoornis, het syndroom van Tourette, angst of post-traumatische stress-stoornis kunt behandelen.
“Als je jezelf wilt conditioneren om te joggen, zet dan de avond van tevoren je hardloopschoenen klaar.” 
Medische behandelingen en andere opkomende therapieën zouden een oplossing kunnen zijn met dergelijke schadelijke habits. Indrukwekkend zijn ook de lessen die de onderzoekers geleerd hebben van het hersenonderzoek. Deze kunnen een steun zijn voor strategieën in gedragstherapie, vaak voorgesteld om ons te helpen om gezonde habits te behouden en ongezonde habits uit te roeien. Bijvoorbeeld: als je jezelf wilt conditioneren om te joggen in de ochtend, zet dan de avond van tevoren je hardloopschoenen klaar, daar waar je ze niet kunt missen als je de volgende dag wakker wordt. Deze visuele aanmoediging heeft een nabootsend effect. Nog effectiever zou zijn als je jezelf ook beloond na het joggen. Doe dit structureel in de ochtend zodat je hersenen een “chunking” patroon kunnen ontwikkelen. Een alternatief voor het elimineren van een slechte habit, zoals van de snoeppot afblijven, is het verwijderen van de visuele aanmoediging. Je kunt de snoeppot het beste uit het zicht halen om zo niet in de verleiding te komen. 

Habits veranderen zal nooit makkelijk zijn. Zoals Mark Twain zei: 

“Een habit is een habit, niet iets dat zomaar uit het raam vliegt als je er vanaf wilt, maar wat je met één stap tegelijk afbreekt.” 

De gedane experimenten hebben de onderzoekers naar een optimistisch standpunt geleid: “Door meer te leren over hoe onze hersenen routines vaststellen en behouden, hopen we te kunnen achterhalen hoe mensen zichzelf kunnen overhalen om ongewenste habits te veranderen in degenen die ze willen.”

Vrij vertaald door Rinke Huisman