Stress bepaalt of het brein naar leren staat

Stress bepaalt of het brein naar leren staat NRC, 10 april 2006 Een beetje stress tijdens het leren versterkt het geheugen. Maar stress ervoor of erna staat leren in de weg. De vorsende blik van de examinator, terwijl een paniekerige wanhoop je ervan doordringt dat je niets meer weet van wat je een paar dagen eerder geleerd had. Veel mensen hebben er nog regelmatig nachtmerries over. Over de invloed van stress op het geheugen verschijnen tegenstrijdige publicaties. Volgens het ene onderzoek helpt stress bij het onthouden van dingen, en volgens het andere maakt stress juist dat kennis niet goed beklijft. Een groep hersenonderzoekers onder leiding van Marian Joëls, hoogleraar neurobiologie aan de Universiteit van Amsterdam, heeft een nieuwe theorie die de tegengestelde effecten van acute stress op het geheugen verklaart.

Een leerlinge van het Nassau College in Assen doet eindexamen Frans. Een beetje stress tijdens het leren helpt bij het reproduceren van de stof, ontdekten Amsterdamse hersenwetenschappers. Foto: Sake Elzinga

Timing, daar draait het om in de nieuwe theorie. Als de stress samenvalt met het moment waarop ratten of muizen iets leren, dan wordt het geleerde goed in het geheugen verankerd. Is de stressvolle gebeurtenis meer dan een half uur voor het leermoment, dan verstoort het juist een goede opslag in het geheugen. En ook stress ná een leermoment staat het terughalen van de geleerde informatie in de weg. Om te helpen bij het onthouden, moet de stress bovendien iets te maken hebben met het geleerde. Dat blijkt bijvoorbeeld uit Leids onderzoek waarbij ratten, zwemmend in een grote bak met water, een verborgen platform moeten vinden waarop ze kunnen uitrusten. Die taak zorgt al voor de nodige stress en een dosis corticosteron. Maar als het water koud is, hebben de dieren nog meer corticosteron in hun bloed. Dieren die in koud water hadden geleerd (en dus meer stress hadden ondervonden), herinnerden zich een paar dagen later beter waar het platform was. Maar als door ingrijpen van de onderzoekers het stresshormoon niet meer kon inwerken op het brein, dan vonden de ratten het platform moeilijker terug. Joëls: „Maar als je bijvoorbeeld moet leren voor een examen, en je krijgt stress doordat je moeder in het ziekenhuis wordt opgenomen, dan versterkt dat het leerproces niet. Die twee dingen hebben niets met elkaar te maken.” Het paradoxale effect van stress wordt volgens Joëls veroorzaakt door de tweeledige werking van een belangrijk stresshormoon, corticosteron (cortisol bij mensen). De bijnieren van een rat of muis maken dat hormoon onmiddellijk als er in de omgeving van het dier iets opwindends gebeurt. Corticosteron heeft een langzame werking op het brein: het beïnvloedt de activiteit van genen in de hippocampus, een hersengebied dat belangrijk is voor leren en geheugen. Dat effect van het stresshormoon komt echter pas na een uur op gang. Maar de Amsterdammers ontdekten dat corticosteron ook een snel effect heeft, buiten de genen om. Ze bootsten het leerproces na in plakjes hersenweefsel in een petrischaaltje, en zagen dat corticosteron de zenuwcellen in de muizenhippocampus helpt om sterkere contacten met elkaar te maken tijdens het leren. Als het hormoon een paar uur eerder bij de plakjes werd gedaan, dan onderdrukte dit juist het versterken van die contacten. Stress tijdens het leren lijkt dus gunstig, maar stress vooraf niet. Joëls denkt dat corticosteron, samen met een reeks andere snelle stresshormonen, het brein tijdens het leren toegankelijker maakt en de aandacht voor de leerstof verscherpt. Het langzame effect van corticosteron maakt die toegankelijkheid weer ongedaan. Is er stress vooraf, dan staat dat leren in de weg doordat de toegankelijkheid niet op het juiste moment is verhoogd, en het uitwissende effect van corticosteron al aan het werk is. En stress na het leren zou het voortduren kunnen doorkruisen. Of Joëls nieuwe theorie over de timing bij mensen opgaat, moet nog blijken. De bevindingen van een Duitse groep onderzoekers lijken in ieder geval te passen in de theorie. Zij bezorgden hun proefpersonen stress door ze vijf minuten lang te laten vertellen over hun goede en slechte eigenschappen aan twee mensen in witte doktersjassen. Zulke psychologische stress, een uur voorafgaand aan het leren van een woordenlijst, of juist 24 uur na het leren, maakte dat mensen zich minder woorden konden herinneren. Een kunstmatige verhoging van de hoeveelheid cortisol in het bloed, een uur voor of 24 uur na het leren, heeft hetzelfde effect. Maar kregen mensen die kunstmatige verhoging van het stresshormoon tijdens het leren, dan herinnerden ze zich juist meer. Volgens Joëls is het essentieel dat de stresshormonen die vrijkomen dezelfde hersengebieden activeren als de leertaak. „Als je pijn hebt, een vorm van fysieke stress, dan activeert dat heel andere hersendelen dan bijvoorbeeld de gebieden die nodig zijn om een lijst met woorden te onthouden. Dat heeft weinig met elkaar te maken, en dan werkt het niet stimulerend op het geheugen”, aldus Joëls. Gelukkig hebben de meeste mensen bij het leren stress genoeg. Zolang die maar kort duurt, is het goed. Joëls: “Stress staat slecht bekend, maar wat men er meestal mee bedoelt is herhaaldelijke, langdurige stress, waarbij men ook nog eens weinig invloed heeft op de gebeurtenissen. Dat is iets heel anders dan acute stress. Leren onder druk hoeft niet slecht te zijn, het kan juist helpen iets te onthouden.”