Je kunt aan het koppie van een muis zien of hij bang is, blij of een hapje erg vies vindt. Dat hebben wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Neurobiologie ontdekt. De vaststelling dat ook muizen verschillende emotionele gezichtsuitdrukkingen hebben, is van groot belang. Het helpt neurobiologen bij hun onderzoek hoe bij mensen emoties worden gecreëerd en verwerkt in de hersenen.

Bij alle mensen zijn de gezichtsuitdrukkingen voor vreugde, walging of angst precies gelijk. Als we bijvoorbeeld ergens van walgen, worden onze ogen smaller, dan rimpelt onze neus en vervormen we onze bovenlip asymmetrisch. Zelfs pasgeboren baby’s reageren met herkenbare gelaatsuitdrukkingen als ze verdrietig, blij of iets heel vies vinden. Zo zien ook heel veel mensen gezichtsuitdrukkingen bij hun huisdier. Toch lijken de blikken van veel andere dieren uitdrukkingsloos. Dat is dus niet waar, zo hebben de wetenschappers van het Max Planck Instituut nu aangetoond.

De wetenschappers ontwikkelden een algoritme voor een systeem van automatische beeldverwerking. Op die manier waren ze in staat om op een betrouwbaar manier vijf emotionele toestanden van de gezichten van de muizen af te lezen. Het algoritme wist duidelijk onderscheidt te maken tussen vreugde, walging, ongemak, pijn en angst. Er was zelfs te zien in welke mate die emoties zich voordeden.

Blije gezichtsuitdrukking

Het onderzoek toont aan dat de gezichtsuitdrukking van een muis eigenlijk niet alleen een reactie is op de omgeving. Het weerspiegelt ook de emotionele waarde van de gebeurtenis die tot die emotie heeft geleid. “Muizen die een suikeroplossing likten, keken veel blijer als ze honger hadden, dan wanneer ze vol zaten”, legt Nadine Gogolla uit, die het onderzoek leidde. Bovendien vertoonden muizen die een licht zoute oplossing hadden geprobeerd een “tevreden” uitdrukking, terwijl een zeer zoute oplossing een “walgelijke” uitdrukking veroorzaakte. Uit deze en andere experimenten concluderen de onderzoekers dat, ongeacht de zintuiglijke prikkel, gelaatsuitdrukkingen in feite het innerlijke, individuele karakter van een emotie weerspiegelen.

Emoties worden echter niet alleen veroorzaakt door prikkels uit de omgeving. Ze worden gegenereerd door processen in de hersenen zelf. Daarom onderzochten de wetenschappers verder hoe de activiteit van zenuwcellen in verschillende hersengebieden de gezichtsuitdrukking van de muis beïnvloedt. Het lukte de neurobiologen om verschillende emotionele gezichtsuitdrukkingen op te roepen wanneer ze individuele regio’s van de hersenen activeerden waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij de ontwikkeling van emoties.

Processen achter de emoties

Het grootste voordeel van het ontdekken van de mimiek van een muis is echter de mogelijkheid om nu de exacte processen in de hersenen achter de emoties te begrijpen. Dit is precies waar het probleem tot nu toe lag, aldus het Max Planc Instituut. Zonder een betrouwbare meting van de emoties was het nauwelijks mogelijk om hun ontwikkeling in de hersenen te onderzoeken. “Wij mensen merken misschien een subtiele gezichtsverandering bij muizen. Maar de emotie die erachter zit kan alleen worden gedetecteerd met veel ervaring. En het lukt bijna nooit om de intensiteit ervan te bepalen”, zegt Nejc Dolensek, de hoofdauteur van het onderzoek.

“Met de door ons ontwikkelde computerondersteunde gezichtsuitdrukkingsanalyse kunnen we nu in een fractie van een seconde de intensiteit en het type van een emotie meten. Dat vergelijken we met de activiteit in relevante hersengebieden. Zo’n hersengebied is bijvoorbeeld de eilandcortex. Dat gebied wordt bij dieren en mensen geassocieerd met emotioneel gedrag en vooral de perceptie van emoties.”

‘Emotie-neuronen’

Toen de wetenschappers de activiteit van de individuele zenuwcellen met behulp van 2-fotonmicroscopie maten en tegelijkertijd de emotionele gezichtsuitdrukking van de muis volgden, kwam er iets verbazingwekkends aan het licht. De individuele zenuwcellen van de eilandcortex reageerden op precies hetzelfde moment en met een vergelijkbare kracht als het gezicht van de muis. Elke individuele zenuwcel volgde slechts één specifieke emotie.

Deze resultaten suggereren dat er in ieder geval in de eilandcortex “emotie-neuronen” zijn die specifieke sensaties weerspiegelen. “Door gezichtsuitdrukkingen te lezen, kunnen we nu in het diermodel van de muis fundamenteel onderzoeken welke processen in de hersenen emoties veroorzaken”, legt Nadine Gogolla uit. “Dit is een uiterst belangrijke voorwaarde voor het onderzoeken van emoties en mogelijke stoornissen in de verwerking ervan, zoals angststoornissen of depressie.”

Het onderzoek is afgelopen vrijdag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Ook interessant:

Er is een verschil tussen het brein van een vrouw en een man

Dromen helpen ons het dagelijks leven aan te kunnen