Donders Wonders Blog

De geest zien door de ogen: wat kunnen we leren van de pupil?

This post is also available in Engels.

Het meten van pupilgrootte is een populaire onderzoeksmethode geworden in de psychologie en neurowetenschap. Lees verder om uit te vinden wat pupilgrootte ons kan vertellen over onze geest en onze hersenen.

In iemands ogen kijken is iets erg persoonlijks. Misschien is dat waarom we al lange tijd gefascineerd zijn door wat onze ogen ons over onszelf vertellen. Mensen zeggen vaak dat grote pupillen een teken zijn van liefde of aantrekkingskracht. Een ander idee is dat onze pupillen groter worden wanneer we liegen. Deze ideeën bevatten enige waarheid: de grootte van onze pupillen kan betekenisvolle inzichten geven in wat we denken en voelen. Deze blog beschrijft hoe wetenschappers pupilgrootte gebruiken om inzicht te krijgen in onze mentale ervaringen.

Wat is pupillometrie?

Pupillometrie verwijst naar het meten van de pupilgrootte in de wetenschap. De grootte van onze pupil is met name afhankelijk van licht: een pupil wordt wijder om meer licht binnen te laten wanneer het donker is, terwijl hij samentrekt in lichtere omgevingen. Pupilgrootte kan, interessant genoeg, ook veranderen als reactie op verschillende mentale processen. Zo kan je pupilgrootte veranderen als je bezig bent met je geheugen of je aandacht, zelfs als de lichtcondities niet veranderen. Pupillometrie is daarom erg populair geworden onder wetenschappers om inzicht te krijgen in mentale processen. Tussen 2001 en 2019 is het aantal wetenschappelijke artikelen over pupillometrie toegenomen van 5 tot bijna 200. Maar wat vertelt pupilgrootte ons daadwerkelijk over geest en hersenen?

Wanneer we het hebben over je pupil kunnen we onderscheid maken tussen je baseline pupilgrootte en je pupilrespons op een taak.


Deze grafiek laat een voorbeeld zien van hoe de pupilgrootte van twee mensen (zwarte en blauwe lijn) eruit kan zien wanneer ze op een knop moeten drukken als ze een groene cirkel zien. De grijze lijn laat het verschil in baseline pupilgrootte zien en de rode pijl laat voor elk persoon de pupilrespons op de groene cirkel zien.

Baseline pupilgrootte

Baseline pupilgrootte kan onze hoeveelheid arousal of alertheid reflecteren. Onze pupillen zijn klein wanneer we moe zijn, terwijl ze groter worden als we rusteloos of opgewonden zijn. Als het doel is om op een taak te focussen, lijkt de baseline pupilgrootte gemiddeld te zijn. Als de baseline pupilgrootte klein of groot is, heeft men meer verlies van aandacht. Onderzoekers die pupillometrie gebruiken zien inderdaad dat men kleinere pupillen krijgt tijdens saaie, repetitieve taken omdat men slaperig wordt.  

De pupilrespons

De pupil fluctueert ook tijdelijk in grootte als respons op een taak: de pupil wordt groter bij aanvang van het mentale proces, bereikt een piek en daalt dan weer tot de baseline. We denken dat deze pupilrespons de mentale inspanning van mensen tijdens een taak reflecteert. Wanneer deelnemers meer hun best doen tijdens een taak verwijden de pupillen meer. Pupilverwijding gebeurt bijvoorbeeld meer wanneer een taak moeilijk is (zoals het onthouden van meerdere items of het negeren van een afleidende stimulus).

De pupil en de hersenen

Maar waarom reflecteert onze pupilgrootte onze betrokkenheid en inspanning tijdens een taak? Zowel de baseline als een verandering in pupilgrootte zijn gerelateerd aan activiteit in de locus-coeruleus, een deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor aanlevering van de chemische stof noradrenaline (ook bekend als norepinefrine). Wetenschappers weten al geruime tijd dat de hoeveelheid noradrenaline in het brein te maken heeft met hoe alert we zijn. Noradrenaline kan ons ook helpen te beslissen wanneer we focussen op wat we nu doen en wanneer we onze aandacht richten op andere opties in onze omgeving, wat kan verklaren waarom baseline pupilgrootte kan voorspellen wanneer onze gedachten afdwalen. Noradrenaline is ook gerelateerd aan inspanning

Kortom, onderzoekers kunnen pupillometrie gebruiken om alertheid te meten, betrokkenheid en inspanning tijdens een taak en de activiteit van de locus coeruleus af te leiden zonder invasieve methoden te gebruiken. Maar kunnen we daadwerkelijk “de geest zien” via iemands ogen om te zien of ze verliefd zijn of wanneer ze liegen? Als iemand aantrekkingskracht voelt is hij/zij waarschijnlijk meer alert. En als iemand liegt kan het zijn dat er meer mentale inspanning nodig is dan wanneer men de waarheid vertelt. Dit leidt beide tot grotere pupillen.

Veranderingen in pupilgrootte zijn echter niet specifiek voor deze typen gedachten en gevoelens; men kan – in plaats van te liegen – bijvoorbeeld ook diep moeten nadenken, wat ook resulteert in grotere pupillen. Deze niet-specifieke informatie is nog steeds erg bruikbaar voor wetenschappers  die dit in een experiment meten, omdat de setting dan gecontroleerd is en ze beter kunnen afleiden waarom de pupilgrootte verandert.

Pupillometrie zal dus een belangrijk meetinstrument blijven voor het bestuderen van geest en de hersenen.

Verder lezen?

Je pupilgrootte wordt door onderzoekers gemeten met behulp van eyetracking: zie deze post voor meer informatie over eyetracking. 

Auteur: Rebecca Calcott

Buddy: Joao Guimaraes

Editor: Mónica Wagner

Vertaler: Jill Naaijen

Editor Vertaling: Wessel Hieselaar

Foto van Createria op Unsplash

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *