Plaats, Persoon & De Hippocampus

"Plaats en geest kunnen elkaar doordringen totdat de aard van beide is veranderd", schreef de Schotse bergbeklimster en dichter Nan Shepherd in haar lyrische liefdesbrief aan haar geboortestreek de Hooglanden, waarmee ze een oeroude intuïtie weerspiegelde over hoe onze vormende fysieke landschappen onze landschappen van gedachten en gevoelens vormgeven. Het woord "genie" in de moderne betekenis komt immers van de Latijnse uitdrukking genius loci – "de geest van een plaats".

Ik denk aan Shepherd als ik terugkeer naar de Bulgaarse bergen van mijn jeugd, terwijl ik met mijn moeder dezelfde paden bewandel die ik vroeger met kleine voetjes naast haar liep. Ik ben verbaasd over de vloedgolf aan gevoelens van lang geleden die met elke stap door mijn lichaam stromen en ik ben ook verbaasd over hoe moeiteloos ik deze routes bewandel die ik al tientallen jaren niet meer heb bewandeld.

De psychologische, neurocognitieve en geofysische onderbouwing van deze verbazing is wat MR O'Connor onderzoekt in Wayfinding: The Science and Mystery of How Humans Navigate the World ( openbare bibliotheek ) — een gelaagd onderzoek naar de wetenschap en culturele poëzie van hoe we ons oriënteren in de ruimte en het individu, waarbij de verbluffende wederzijdse doordringing van beide wordt belicht.

“View of Nature in Ascending Regions” door Levi Walter Yaggy uit Geographical Portfolio — Bestaande uit fysieke, politieke, geologische en astronomische geografie , 1893. (Beschikbaar als afdruk , als gezichtsmasker en als briefpapierkaartjes .)

In een passage die doet denken aan Rebecca Solnits gedenkwaardige opmerking dat ‘nooit verdwalen niet leven is’, gebruikt O’Connor het telescopische perspectief van de evolutionaire tijd om de cognitieve handicap te beschouwen die ten grondslag ligt aan dit existentiële geschenk:

Het leven op aarde heeft miljoenen Ulysseïsche soorten voortgebracht die epische reizen ondernemen op zowel grote als kleine schaal. Verdwalen is een uniek menselijk probleem. Veel dieren zijn ongelooflijke navigators, in staat om reizen te ondernemen die onze individuele mogelijkheden ver te boven gaan. De grootste migratie op aarde is die van de Noordse stern, een argonaut van 113 gram die jaarlijks van Groenland naar Antarctica en terug reist, een afstand van zo'n 70.000 kilometer. Vliegend met de wind is de terugreis van de stern de fantasie van elke globetrotter, die Afrika en Zuid-Amerika omzeilt.

[…]

Een van de hulpmiddelen die een dier nodig heeft om te navigeren, is een 'klok' – een intern mechanisme om de tijd te meten of bij te houden. De dagelijkse massale migratie van zoöplankton in de oceanen vereist dat ze weten wanneer zonsopgang en zonsondergang naderen. Dit lijkt een simpele reactie op lichtstimuli, maar diepzeezoöplankton, dat leeft op diepten waar licht doordringt, migreert ook in overeenstemming met de daglengte op verschillende breedtegraden. Zelfs iets complexere migraties kunnen meerdere klokken vereisen.

De meest verbazingwekkende interne klok is misschien wel die van de bioluminescente Bermuda-vuurworm, die elke derde zomeravond na volle maan precies zevenenvijftig minuten na zonsondergang door de tropische wateren zwermt. Deze prestatie suggereert dat dit kleine zeedier, met een fractie van het cognitieve vermogen van een mens, intern is uitgerust met drie verschillende tijdwaarnemingssystemen: een regelmatige dagklok van 24 uur, een maanklok met een cyclus van 27,3 dagen en een intervaltimer om de exacte minuten na zonsondergang aan te geven.

Discus chronologicus — een Duitse tijdsweergave uit de vroege jaren 1720, opgenomen in Cartographies of Time . (Verkrijgbaar als prent en als wandklok .)

O'Connor staat versteld van de verbluffende evolutionaire reeks tijdmeetinstrumenten waarmee trekvogels kunnen blijven deelnemen aan de dans van het leven:

Dieren die jaarlijkse of meerjarige migraties voltooien, moeten over een jaarklok beschikken, een klok die nauwkeurig is afgestemd op de lengte van dag en nacht en de veranderingen daarvan gedurende elk seizoen. Al met al lijkt de evolutie jaarklokken, maanklokken, getijdenklokken, circadiane klokken en, mogelijk voor dieren die onder dekking van de duisternis migreren, een siderische klok te hebben voortgebracht – een klok die de tijd meet die een ster nodig heeft om schijnbaar rond de aarde te reizen.

Naast hun ingewikkelde interne tijdwaarnemingsmechanismen zijn veel niet-menselijke dieren begiftigd met even ingewikkelde mechanismen voor het in kaart brengen van de ruimte. Elk trekseizoen reizen bultruggen meer dan 16.000 kilometer van land om terug te keren naar de precieze plek waar ze geboren zijn. Er zijn vogelsoorten – waaronder de bonte vliegenvanger, zwartkop en indigogors – die zich tijdens hun nachtelijke vlucht lijken te oriënteren op de poolster; er zijn insectensoorten – waaronder mieren en bijen – die met hun lichtgevoelige fotoreceptoren triomfen in de trigonometrie behalen door ruimtelijke afstanden te berekenen met behulp van gepolariseerd licht om de meest directe route naar huis te vinden na een kronkelend pad van foerageren. Met hun slechts een milligrammenbrein van een miljoen neuronen – een zandkorrel naar de Mont Blanc van onze zesentachtig miljard – en een zicht van 20/2000 dat hen naar menselijke maatstaven blind maakt, maken honingbijen honderden foerageertochten per dag, kronkelend vele kilometers van huis, om vervolgens de rechte lijn terug te berekenen. Afrikaanse balrollende mestkevers, Namibische woestijnspinnen en zuidelijke krekelkikkers gebruiken de sterren van de Melkweg als kompas, net zoals sommige van de moedigste leden van onze eigen soort ooit de sterrenbeelden gebruikten om hun weg te vinden naar vrijheid van de morele lafheid van tirannie: om er zeker van te zijn dat ze noordwaarts trokken, kregen migranten op de Underground Railroad de opdracht om de rivier aan één kant te houden en "De Drinkkalebas te volgen" - een Afrikaanse naam voor Ursa Major, of De Grote Beer.

“Planetenstelsel, zonsverduistering, maansverduistering, dierenriemlicht, meteorenregen” door Levi Walter Yaggy uit Geographical Portfolio — Bestaande uit fysieke, politieke, geologische en astronomische geografie , 1887. (Beschikbaar als prent , als gezichtsmasker en als briefpapier .)

Net als alle ontdekkingen die de realiteit radicaliseren en de beperkende intuïties van dieren die we gezond verstand noemen, tarten, werd het idee dat dieren magnetisme zouden kunnen gebruiken voor navigatie lange tijd bespot als iets dat meer verwant was aan spiritualisme dan aan wetenschap. Humphry Davy – de grootste chemicus van de Gouden Eeuw van de scheikunde, charismatisch pionier van de wetenschappelijke lezing als populair amusement – ​​was zeer geïnteresseerd in het mysterie van dierlijk magnetisme. Een eeuw na hem maakte Nikola Tesla – een oogverblindende geest die zijn tijd op talloze manieren ver vooruit was , wiens nalatenschap zoveel van ons dagelijks leven vormgaf en wiens naam nu de meeteenheid is voor magnetische velden – een kans om het mysterie te ontrafelen, gegeven door zijn dubbele passie voor duiven en magnetisme, maar de schande van de wetenschappelijke gevestigde orde was te ondoorgrondelijk en de technologie was er nog niet. Pas in 1958 kreeg een jonge Duitse promovendus – Wolfgang Wiltschko – de opdracht om dierlijke magnetische navigatie eens en voor altijd te ontkrachten. In plaats daarvan bewees hij het volgende: in het toen nog twijfelachtige experiment dat hij moest nabootsen, konden de vogels die hij losliet in een ruimte zonder lichtbron, net als in het oorspronkelijke experiment dat door een medestudent werd uitgevoerd, zich nog steeds moeiteloos oriënteren.

O'Connor schrijft:

Het idee dat dieren een biokompas hebben dat het aardmagnetisch veld kan 'lezen', is nu de meest veelbelovende verklaring voor dierlijke navigatie gebleken. Naast die marathontrekkende trekvogels toont bijna elk dier dat tot nu toe is getest het vermogen om zich te oriënteren op het aardmagnetisch veld. Karpers die in bakken op vismarkten in Praag drijven, richten zich spontaan in een noord-zuidrichting. Dat geldt ook voor salamanders in rust en honden wanneer ze hurken om hun behoefte te doen. Paarden, runderen en herten oriënteren hun lichaam noord-zuid tijdens het grazen, maar niet als ze zich onder hoogspanningsleidingen bevinden, die het magnetische veld verstoren. Vossen vallen bijna altijd muizen aan vanuit het noordoosten. Deze organismen moeten allemaal een soort organel hebben dat functioneert als een magnetoreceptor, net zoals een oor geluid opvangt en een oog ruimte.

Magnetisme met sleutel door Berenice Abbott, 1958, uit haar serie Documenting Science .

Wij, menselijke dieren, navigeren door de wereld niet alleen door ons in de ruimte te oriënteren, maar ook door ons in de tijd te oriënteren. Mentaal tijdreizen – het vermogen om te herinneren en te reflecteren, om ons de toekomst voor te stellen en te plannen – is wat ons mens heeft gemaakt . Het is ook de pijler van onze persoonlijke identiteit – de verhalende draad die ons jeugdige zelf verbindt met ons huidige zelf, om ons, door een leven vol fysieke en psychologische veranderingen heen, één persoon te maken.

Die snaar staat bekend als autonoeïsch bewustzijn , van het Griekse noéš : "ik neem waar", "ik doorgrond" – ons vermogen tot mentale zelfrepresentatie als entiteiten in de tijd die kunnen reflecteren op ons eigen leven als continue en coherente verschijnselen van het bestaan. In een oogwenk sinds de opkomst van de neurowetenschap in de jaren dertig is één hersengebied naar voren gekomen als de smeltkroes van zowel ons autonoeïsch bewustzijn als onze ruimtelijke navigatie: de hippocampus. O'Connor schrijft:

De hippocampus wordt soms omschreven als de menselijke gps, maar deze metafoor is kortzichtig vergeleken met wat dit opmerkelijke, plastische deel van onze geest allemaal doet. Terwijl een gps vaste posities of coördinaten in de ruimte identificeert die nooit veranderen, denken neurowetenschappers dat wat de hippocampus doet uniek is voor ons als individu: hij creëert representaties van plaatsen op basis van ons gezichtspunt, onze ervaringen, herinneringen, doelen en verlangens. Hij vormt de infrastructuur voor ons zelfbeeld.

Een astrocyt in de menselijke hippocampus. Een van de weinig bekende inkttekeningen van neurowetenschapper Santiago Ramón y Cajal.

Omdat een zelf een patroon is van ervaringen, herinneringen en indrukken, geconstelleerd volgens een organiserend principe, en omdat slaap de periode is waarin de hippocampus herinneringen consolideert om daaruit die organiserende patronen te halen, is slaap essentieel voor ons zelfgevoel. O'Connor citeert MIT-neurowetenschapper Matt Wilson:

Tijdens je slaap probeer je dingen die je al hebt geleerd te begrijpen... Je duikt in een enorme database van ervaringen en probeert nieuwe verbanden te ontdekken. Vervolgens bouw je een model om nieuwe ervaringen te verklaren. Wijsheid zijn de regels, gebaseerd op ervaring, die ons in staat stellen om in de toekomst goede beslissingen te nemen in nieuwe situaties.

De hippocampus is een moeizaam verworven glorie van de evolutie, maar is niet uniek voor ons – rudimenten ervan en variaties erop zijn te vinden bij sommige van onze mededieren, op alle niveaus van neurale complexiteit:

Zelfs vogels, die 250 miljoen jaar geleden een voorouder deelden met de mens, evenals amfibieën, longvissen en reptielen, hebben een zogenaamd mediaal pallium. Net als de hippocampusvorming bij gewervelde dieren, is het mediale pallium ook betrokken bij ruimtelijke taken bij deze soorten. Dit doet vermoeden dat bepaalde eigenschappen van ruimtelijke cognitie bewaard zijn gebleven naarmate organismen zich diversifieerden en splitsten, terwijl andere eigenschappen zich aanpasten aan specifieke ecologieën of selectieve krachten. Maar ondanks de diepgaande evolutionaire overeenkomsten tussen mensen en andere gewervelde dieren en de manier waarop de hippocampus zich verhoudt tot cognitieve functies zoals geheugen en navigatie, blijft de vraag: waarom hebben we zo'n sprong gemaakt in de omvang en rol van de hippocampus in ons leven? Of zoals psycholoog Daniel Casasanto het verwoordt: "Hoe zijn verzamelaars in een oogwenk natuurkundigen geworden?"

Een deel van het antwoord zou kunnen liggen in de opmerkelijke plasticiteit van de hippocampus. Na de inmiddels iconische studie uit 2000 naar de hersenen van Londense taxichauffeurs – waaruit bleek dat hun uitgebreide kwalificatie-examen, waarbij ze duizenden stadsherkenningspunten en 25.000 straten moesten memoriseren, resulteerde in een significante toename van synapsen en grijze massa in de hippocampus – bestuderen wetenschappers wat we kunnen doen om ons belangrijkste instrument voor ruimtevaart en zelfbewustzijn te beschermen en zelfs te versterken.

O'Connor wijst op het werk van neurowetenschapper Véronique Bohbot van McGill University, die een hippocampusgezondheidsregime heeft ontwikkeld met herinnerings- en navigatieoefeningen van steeds toenemende moeilijkheidsgraad die een duidelijke structurele groei van grijze massa opleveren. VeboLife – het neurocognitieve fitnesstrainingsprogramma dat zij heeft ontwikkeld – leert mensen om op bewust nieuwe manieren door hun vertrouwde omgeving te navigeren. Ze daagt deelnemers uit om hun standaardroutes te herconfigureren door nieuwe paden te bewandelen, waarbij ze aandacht moeten besteden aan nieuwe details en ondertussen nieuwe mentale kaarten moeten maken.

Optimale gezondheid van de hippocampus lijkt – net als de optimale ervaring van het leven zelf – een kwestie te zijn van actieve en bewuste aandacht, waarbij we de ‘opzettelijke, onbeschaamde discriminator’ die ons brein is geëvolueerd, onderbreken en genieten van de specifieke kenmerken van elk onherhaalbaar moment.

Met het oog op de manier waarop de gezichtsscherpte van onze hippocampus de kwaliteit van ons leven bepaalt, vraagt ​​O'Connor zich af:

Misschien is het vinden van de weg een activiteit die ons confronteert met het prachtige feit van het bestaan ​​in de wereld, die van ons vraagt ​​om omhoog te kijken en op te letten, die cognitief en emotioneel te interacteren met onze omgeving, of we nu in de wildernis of in de stad zijn, en die ons zelfs oproept om de liefdesrelatie van onze soort met vrijheid, ontdekking en plaats nieuw leven in te blazen.

En toch, hoezeer we ook bruisen van reislust, worden we bezield door een intense verbondenheid met de landschappen en topografieën van onze vormende jaren. Een emotie die bekend staat als topofilie , die ik ervoer toen ik die bergpaden uit mijn jeugd herontdekte, voedt deze affectief-ruimtelijke herinnering die de kindertijd evenzeer een tijd als een plaats maakt.

Grote rivieren en bergen van de wereld vergeleken naar lengte en hoogte, uit Atlas de Choix, ou Recueil des Meilleures Cartes de Geographie Ancienne et Moderne Dressees par Divers Auteurs door J. Goujon en J. Andriveau, 1829. (Beschikbaar als print , als gezichtsmasker en als briefpapierkaarten .)

O'Connor schrijft:

Vaak hebben de plekken waar we opgroeien een enorme invloed op ons. Ze beïnvloeden hoe we de wereld waarnemen en conceptualiseren, geven ons metaforen om naar te leven en vormen het doel dat ons drijft – ze vormen onze bron van subjectiviteit en tegelijkertijd een gemeenschappelijk kenmerk waardoor we ons met anderen kunnen identificeren. Misschien komt het door de levendigheid van hun zintuiglijke indrukken, hun talent om diepe relaties aan te gaan met hun vroege omgeving, dat kinderen een sterk vermogen hebben tot de menselijke emotie die topofilie wordt genoemd.

[…]

In alle culturen wordt navigatie beïnvloed door specifieke omgevingsomstandigheden – sneeuw, zand, water, wind – en topografieën – bergen, valleien, rivieren, oceanen en woestijnen. Maar in al deze culturen is het ook een manier waarop mensen een gevoel van verbondenheid en gevoel voor plaatsen ontwikkelen. Navigeren wordt een manier om iets te leren kennen, er vertrouwd mee te raken en er verliefd op te worden. Zo kun je verliefd worden op een berg of een bos. Oriënteren is hoe we schatkaarten van prachtige herinneringen verzamelen.

In de rest van het fascinerende deel Wayfinding brengt O'Connor de meest opwindende kustlijnen van onze evoluerende kennisgebieden in kaart: verbluffende bevindingen die erop wijzen dat mensen uit migrerende populaties meetbaar langere allelen hebben van het dopamine-receptorgen dat geassocieerd wordt met exploratiegedrag dan mensen uit sedentaire gemeenschappen; oude navigatietechnieken die van generatie op generatie zijn doorgegeven in inheemse culturen en de westerse sociale theorie van cultuur ter discussie stellen; muziek als metafoor voor de relatie tussen organismen en hun omgeving. Voor een lyrische tegenhanger kunt u Rebecca Solnits Field Guide to Getting Lost gebruiken.