Is Hulpeloosheid Wel Aangeleerd?

Een poos terug was ik bij een lezingavond van Laura Venema en Rachel Bedingfield. Laura is afgestuurd op het topic van aangeleerde hulpeloosheid en benoemde dat deze term op dit moment herzien wordt. Verdere uitleg was er niet echt bij, maar toen ik ditzelfde hoorde in een uitgebreide cursus die ik volg, besloot ik om hier eens dieper op in te zoomen. En dus ging ik dé paper uit 2016 van Maier en Seligman lezen. Wie zij zijn en waar hun paper over ging, leg ik je graag uit in deze post.

Als eerste: wat is aangeleerde hulpeloosheid? Aangeleerde hulpeloosheid is het verschijnsel waarbij een mens of dier geleerd heeft dat hij geen invloed kan uitoefenen op de gebeurtenissen die hem overkomen. Martin Seligman is degene die dit verschijnsel de naam ‘aangeleerde hulpeloosheid’ heeft gegeven. In de vroege jaren ‘60 deed Richard Solomon met studenten onderzoek naar klassieke conditionering bij honden bij de University of Pennsylvania. Klassieke conditionering houdt in dat een eerder neutrale prikkel een betekenis krijgt voor een individu, waardoor het een ongecontroleerde reactie uitlokt. Het individu heeft ook geen controle over de uitkomst van de situatie, waar dat bij operante conditionering juist wel het geval is. Klassiek conditioneren gaat over het leggen van verbanden tussen prikkels en roept emotionele reacties op. Het helpt een dier voorspellen wat er gaat gebeuren. Dit is eerder onderzocht door Ivan Pavlov, die met de resultaten van zijn onderzoeken kwam in 1897. Pavlov zijn onderzoek was ook met honden en zijn bevindingen over klassieke conditionering waren per ongeluk tot stand gekomen. Pavlov en zijn team deden onderzoek naar speekselproductie bij honden. Zij kwamen er per toeval achter dat honden niet alleen begonnen te kwijlen als ze eten zagen; ze begonnen al te kwijlen wanneer de omgeving prikkels blootstelde aan de honden die elke keer hetzelfde waren voordat het eten kwam. Dit is op de proef gesteld door gebruik te maken van het tikken van een metronoom. Een metronoom is een meetinstrument dat gebruikt wordt om de beats per minute in muziek aan te geven. Elke keer voordat de honden te eten kregen, liet het team de metronoom tikken. Na een poosje kwijlden de honden niet pas bij het zien van het eten, maar al bij het horen tikken van de metronoom. 

Het experiment waar Solomon mee bezig was, was iets minder vriendelijk. In plaats van het toevoegen van een appetitieve prikkel (eten, dat is fijn!) gaf Solomon na het rinkelen van een bel de honden een schok, dus een aversieve prikkel (niet fijn!). De honden reageerden hier natuurlijk vrij heftig op. Na een poosje hoefde Solomon enkel de bel te rinkelen om de honden tot die heftige reactie te drijven; de schok was niet eens meer nodig, want de honden verwachtten al dat zij die schok kregen na het horen van die bel. Na 24 uur begonnen zij aan de volgende stap. De honden werden in een ‘shuttlebox’ geplaatst. Dat was een box met twee ‘kamers’, die gescheiden werden door een simpel hekje. De ene kant van de shuttlebox had een elektrisch geladen bodem, de andere kant niet. De onderzoekers wilden hiermee de invloed van eerdere negatieve ervaringen op vermijdingsleren testen. Vermijdingsleren is een vorm van operante conditionering (dus het individu heeft invloed op de uitkomst door bepaald gedrag wel of niet te tonen). Bij vermijdingsleren vertoont een individu gedrag dat een onprettige prikkel voorkomt. De honden werden geplaatst in het deel van de shuttlebox en moesten over het hekje springen naar de veilige kant; dat was het idee. Maar er gebeurde iets compleet anders: de honden, die eerder blootgesteld waren aan schokken en toen niet de mogelijkheid hadden om te vluchten, deden dat nu ook niet. Sterker nog; ze probeerden het niet eens en gingen er gewoon bij liggen!

In 1967 keek Seligman hiernaar. Omdat de dieren eerder hadden geleerd dat zij niet konden vluchten van de schokken, probeerden ze het niet eens meer, ook al hadden ze nu wel de optie om de schokken te ontvluchten. Dit verschijnsel noemde Seligman dus ‘aangeleerde hulpeloosheid’. Ter controle gebruikte Seligman nog een tweede en derde groep honden. Eén groep was eerder aan schokken blootgesteld, maar kon de situatie controleren door een knop in te drukken die de schokken deed stoppen en een andere groep honden was nog niet aan schokken blootgesteld. Toen deze honden in de box werden geplaatst, vluchtten zij wel naar de veilige kant. De leergeschiedenis had dus duidelijk invloed op hoe de drie groepen honden reageerden op eenzelfde situatie, was het idee.

In 1970 deed Steven F. Maier, die als student ook had meegeholpen aan het onderzoek van Seligman, vervolgend onderzoek. Dit onderzoek deed hij om te kijken of de passieve houding wel of niet terug te leiden was naar een soort verworven bijgeloof. Hier waren namelijk leertheoretici op gefocust die zich afvroegen of de passieve houding niet voortkwam uit het feit dat de honden in het eerste deel van het experiment met schokken niet konden bewegen en daardoor dus een soort bijgeloof hadden ontwikkeld met dat ze niet konden bewegen als ze schokken voelden. Maier deed het onderzoek dus nog eens, maar gaf een groep honden nu wel de kans om te bewegen tijdens het eerste deel van het onderzoek en hij probeerde stilstaan te bekrachtigen door dan de schokken te laten stoppen. Echter, zodra de honden in de shuttlebox werden geplaatst, bewogen zij vooralsnog naar de andere kant van de box. Het bekrachtigen en dus conditioneren van stilstaan om schokken te voorkomen bleek dus niet van invloed en hierom kwam de theorie rondom cognitie weer een streepje voor te staan.

Zulke experimenten zouden vandaag de dag nooit door een ethische commissie heen komen, natuurlijk. Daarom is er nooit soortgelijk onderzoek gedaan op paarden. Maar omdat we weten dat zoogdieren veelal hetzelfde leren én we wel degelijk soortgelijke reacties terugzien bij paarden, mogen we er wat mij betreft zeker rekening mee houden dat paarden ook kunnen lijden onder aangeleerde hulpeloosheid. Symptomen kunnen zijn:

• passieve houding, teruggetrokken, apathisch;
• gebrek aan spelgedrag en algehele motivatie;
• afname van het leervermogen;
• bewegingsloos;
• minder knipperen, starende blik, matte uitstraling;
• gewicht op de voorhand;
• doffe vacht.

Niet elk paard met aangeleerde hulpeloosheid tikt alle boxjes aan en waarschijnlijk bestaan er ook verschillende niveau’s van aangeleerde hulpeloosheid. En ik noem het nu wel aangeleerde hulpeloosheid, maar wat als ik je vertelde dat de hulpeloosheid helemaal niet aangeleerd is? Dat is de discussie die er nu is in de wondere wereld van de wetenschap achter dit verschijnsel en ik leg het je graag uit.

Nog even in de herhaling: aangeleerde hulpeloosheid is het verschijnsel waarbij een mens of dier geleerd heeft dat hij geen invloed kan uitoefenen op de gebeurtenissen die hem overkomen. Het individu heeft geleerd dat wat die ook probeert; niks helpt. Zelfs als het individu opties krijgt om de onprettige situatie te kunnen ontvluchten, doet die het niet meer. Het is niet alleen een staat van hulpeloos zijn, het is vooral ook een staat van je hulpeloos voelen. Dat maakt dat de individu in toekomstige nare situaties vervalt in de staat van hulpeloosheid, in plaats van dat er wordt gezocht naar een uitweg. Deze theorie heeft lang stand gehouden en is nog meermaals getest op o.a. muizen, apen en mensen. Voor mensen is dit de uitleg geweest van klinische depressie. Maar nu staat deze theorie op losse schroeven, door onderzoek van Steven F. Maier. Hij deed het oorspronkelijke onderzoek waarbij aangeleerde hulpeloosheid werd gevonden samen met Seligman en is later neurowetenschapper geworden. Hij is gaan onderzoeken welke circuits in het brein en welke receptoren en neurotransmitters er betrokken zijn bij aangeleerde hulpeloosheid. En nu blijkt dat de oorspronkelijke theorie niet klopt: de hulpeloosheid is niet aangeleerd, het is de default reactie bij onaangename stimuli en wordt beïnvloed door de activiteit van serotonine in een deel van de hersenen genaamd de ‘nucleus raphes dorsalis’. De raphe nuclei zijn een cluster van zenuwcelkernen die zorgen voor serotonine voor het hele brein. De nucleus raphes dorsalis bevindt zich in de middenhersenen, boven in de hersenstam. Het remt de reactie van het ontsnappen aan de nare situatie. Deze passieve eerste reactie kan worden overwonnen door het aanleren van het gevoel van controle. Dit doe je door de mediale prefrontale cortex te activeren, die het vinden van controle ondersteunt en zo de nucleus raphe dorsalis remt. Daar straks meer over.

Goed om te weten: destijds is ervoor gekozen om aangeleerde hulpeloosheid zo te noemen en om het niet ‘geconditioneerde hulpeloosheid’ te noemen. Dat was best radicaal. Dit omdat men in die tijd dacht dat dieren enkel konden leren door het maken (en loslaten) van associaties en cognitie (het proces of het geheel van de processen waarbij een organisme kennis opdoet of zich bewust wordt van gebeurtenissen of objecten in de omgeving) werd niet toegekend aan dieren, maar de reactie die werd gezien in de experimenten oversteeg deze ideeën toch enigszins.

Er bleven nieuwe experimenten uitgevoerd worden. Daaruit kon steeds een beetje meer informatie gehaald worden. De groep dieren (want inmiddels werden de experimenten dus ook uitgevoerd op knaagdieren) die niet had kunnen vluchten van de schokken in het eerste deel van het experiment bleek naast een passieve houding ook andere gedragsveranderingen te laten zien, zoals verminderde agressie, verminderde sociale dominantie, afname van eet- en drinkgedrag, overmatige aandacht voor externe prikkels, verminderde voorkeur voor zoet voedsel, versterkt leren door angst, langzame uitdoving van angst, angst voor nieuwe prikkels en stereotiep gedrag bij nieuwe prikkels. Deze dingen waren niet te zien in de dieren die wél konden ontsnappen van de schokken. Er was dus niet alleen sprake van een passieve houding, maar ook van angsten (die buitenproportioneel waren). Dit zou vooral te maken hebben met de angst die de dieren ervaren hadden in het eerste deel van het experiment, waaruit ze niet konden vluchten, wat het een klassiek geconditioneerde emotionele respons maakt.

De onderzoeken waren gefocust op waarom de groep dieren die niet kon ontsnappen in het eerste deel dat ook niet deed in het tweede deel van het experiment, niet waarom de dieren die eerder wel hadden kunnen ontsnappen wél over de hindernis sprongen. Er werd nog een experiment gedaan, waarbij de dieren in de groep die eerder wel hadden kunnen ontsnappen nu in de shuttlebox werden geplaatst en niet konden ontsnappen over het hindernisje. Deze dieren bleven de hele tijd rondrennen, op zoek naar een uitweg. Het eerst leren dat er wel controle is verslaat dus de passieve reactie in een situatie waarbij de controle weg is gevallen.

Vanaf de vroege jaren ‘70 werd er meer gekeken naar de rol van het brein tijdens deze experimenten, maar er waren toen natuurlijk maar beperkte tools om zulke metingen mee te doen. In 1975 kwam Seligman met een nieuw onderzoek naar buiten, waarbij hij hetzelfde concept had uitgevoerd bij mensen met hard geluid in plaats van schokken. De resultaten waren vrijwel hetzelfde als bij dieren. Mensen uit de groep die tijdens het eerste deel niet kon ontsnappen aan het geluid gaven zelf aan: ‘nothing worked, so why bother?’

Na de eeuwwisseling begon Seligman zich meer te focussen op ‘positive psychology’, waarbij het hebben van controle een grote rol speelde. Ook ging hij zich bezighouden met prospectie (de studie van mentale simulaties en evaluaties van mogelijke toekomstscenario’s, in tegenstelling tot de studie van herinnering (het verleden) en perceptie (het heden)). Beide zijn van belang bij het verder onderzoeken van aangeleerde hulpeloosheid. Maier had zich ondertussen omgeschoold tot neurowetenschapper.

Dit waren de mechanismes waar vanuit werd gegaan tijdens de oorspronkelijke experimenten:

1. DETECT; de dieren detecteren de dimensies van controle en het gebrek daarvan.
2. EXPECT: de dieren die detecteerden dat zij geen controle hadden in de eerste fase gingen er vanuit dat ze dat in een toekomstig scenario ook niet zouden hebben en dit zorgde ervoor dat hun ontsnappingsreactie als het ware werd tegengehouden.

In de paper die hierop terugblikt (2016) toetsen ze bovenstaande ideeën met de kennis die ondertussen was verworven. Dit is waar op dat moment vanuit werd gegaan:

1. PASSIVITY/ANXIETY: de schokken (aversieven) activeren neuronen met serotonine in de nucleus raphes dorsalis, die worden gestuurd naar o.a. de substantia grisea centralis (gebied met hersencellen in de hersenstam, heeft o.a. een functie bij verwerken van pijn en verdedigingsgedrag), corpus striatum (zorgt o.a. voor bewuste controle van gedrag, aandacht, motivatie en zelfbeheersing en overlegt met het VTA (voor fijne dingen) en habenula (voor vervelende dingen) hoe belonend iets waarschijnlijk gaat zijn; het is belangrijk bij leren door proberen) en de uitgebreide amygdala (speelt mogelijk een belangrijke rol bij het detecteren van verschuivingen in de relatieve relevantie van omgevingssignalen, terwijl de eigenlijke amygdala betrokken is bij de emotionele codering van sensorische stimuli). Het effect op de substantia grisea centralis en corpus striatum is dat het idee om te vluchten wordt tegengehouden en het effect op de amygdala is dat het gevoel van angst wordt versterkt. Het krijgen van de schokken zet het lijf op scherp en de passieve houding en angsten houden dagen aan. De passieve houding is niet toe te wijden aan het gebrek aan controle, maar aan het langdurig worden blootgesteld aan aversieve prikkels.
2. DETECT+ACT: wanneer er eerst gevlucht kan worden van de schok, wordt er controle gedetecteerd. Dit activeert neuronen die ACT werden genoemd. Deze neuronen houden activatie van de nucleus raphes dorsalis tegen en dus ook de passieve en angstige reactie. Het gaat dus om de aanwezigheid van controle in plaats van de afwezigheid van controle.
3. EXPECT: door ACT ontstaat er een nieuw circuit in het brein dat controle verwacht. Ook als is er geen controle, het brein verwacht wel dat dat er is en zal er dus naar blijven zoeken.

De conclusie is dat de eerste onderzoeken gelijk hadden met het belang van controle als dimensie. Het gaat echter meer over de aanwezigheid van controle dan over de afwezigheid ervan. De passieve reactie en toegenomen angst zijn geen aangeleerd gedrag, het is de default; waar het individu als eerste op terugvalt bij een aversieve situatie. Pas wanneer het dier controle heeft gedetecteerd is er iets geleerd en is er een nieuw circuit aangebracht in de hersenen. Hulpeloosheid is dus niet aangeleerd, maar het niet hulpeloos voelen is aangeleerd. Om deze hulpeloosheid te voorkomen of te doorbreken bij onze paarden moeten we ze dus laten detecteren dat ze controle hebben. Hoe we dit kunnen doen zal ik een andere keer bespreken, want ik denk dat deze post zo wel genoeg leesvoer is 😉