Kleine oogbewegingen, grote inzichten

Een fietser navigeert door de drukke stad. Verkeersborden, voetgangers en andere objecten flitsen voorbij. Het brein verwerkt deze informatie razendsnel, ook nadat de objecten uit het zicht zijn verdwenen, en selecteert precies wat belangrijk is voor de volgende actie. Dit vermogen om het verleden te gebruiken voor toekomstig gedrag staat centraal in het baanbrekende werk van Freek van Ede.

‍

Van Ede is universitair hoofddocent cognitieve neurowetenschappen aan de Vrije Universiteit Amsterdam, waar hij het Proactive Brain Lab leidt. Zijn onderzoek richt zich op hoe ons brein zich voorbereidt op doelgericht gedrag, met bijzondere aandacht voor het werkgeheugen. Dit systeem blijkt niet alleen een opslagplaats voor het verleden te zijn, maar vooral een instrument om te anticiperen op de toekomst. Van Ede laat zien hoe het brein relevante informatie selectief activeert en transformeert om gedrag te dienen – zoals tijdens het onthouden van medespelers in een sportwedstrijd om mogelijk de bal naar te spelen of informatie op een verkeersbord om de juiste afslag te nemen.

‍

Een belangrijke doorbraak in zijn werk is de ontdekking dat minuscule, onbewuste oogbewegingen – zogeheten microsaccades – een betrouwbaar signaal afgeven van hoe ons brein zich focust op informatie in het werkgeheugen. Deze techniek heeft drie grote voordelen: ze maakt het mogelijk om zeer precies in de tijd te meten hoe cognitieve processen zich ontvouwen, ze laat zien in welke richting onze aandacht gaat, en ze werkt ook bij bewegende proefpersonen. Met deze methode deed Van Ede verschillende ontdekkingen over hoe het werkgeheugen werkt: hoe het vooruitkijkt tijdens opeenvolgende handelingen en hoe ons brein objecten op meerdere manieren tegelijk onthoudt – zowel waar een object voor het laatst is gezien alsmede waar het naar verwachting weer zal verschijnen. Ook toonde hij aan hoe het brein deze informatie slim en efficiënt bewaart.

‍

Door EEG-metingen, eye-tracking en virtual reality te combineren, brengt hij cognitieve processen op een nieuwe manier in kaart. Waar deze meestal in statische laboratoriumsituaties worden bestudeerd, ontwikkelt Van Ede methoden om ze te kunnen onderzoeken in dynamische contexten, waaronder in bewegende proefpersonen. Een van zijn belangrijkste inzichten is namelijk dat visuele cognitie fundamenteel actiegericht is: we nemen niet zomaar waar, maar we nemen waar om te handelen.

‍

De komende jaren wil Van Ede verder onderzoeken hoe ons brein informatie proactief verwerkt. Hij wil begrijpen hoe verschillende cognitieve processen en ons handelen samenwerken, zoals hoe we tijdens het aanzetten van de waterkoker al nadenken over het pakken van een theezakje. Door deze processen uitvoeriger te bestuderen in bewegende proefpersonen kunnen we uiteindelijk begrijpen hoe ze werken wanneer we bijvoorbeeld fietsen door een drukke stad. Zijn fundamentele nieuwsgierigheid naar de werking van het menselijk brein, niet gestuurd door onderzoekstrends maar door wezenlijke vragen, maakt hem tot een wetenschapper die zijn vakgebied blijvend vernieuwt.