Uit een experimenteel onderzoek naar de effecten van stress op het geheugen bleek dat deelnemers onder stressvolle omstandigheden individuele gebeurtenissen beter konden onthouden dan onder niet-stressvolle omstandigheden. Hun vermogen om de chronologische volgorde van gebeurtenissen uit het hoofd te onthouden tijdens stressvolle situaties was echter slechter dan dat van gebeurtenissen die uit het hoofd werden geleerd tijdens niet-stressvolle situaties. Het onderzoek is gepubliceerd in eNeuro.
Stress omvat zowel fysiologische als psychologische reacties op uitdagende of bedreigende scenario’s, stressoren genoemd. Deze stressoren vereisen aanpassing of verandering van de kant van het individu. De perceptie van een stressor activeert het stressreactiesysteem van het lichaam, wat resulteert in de afgifte van hormonen zoals cortisol en adrenaline, die het lichaam voorbereiden op een ‘vecht-of-vlucht’-reactie. Stressoren kunnen extern ontstaan, zoals werkdruk of levensgebeurtenissen, of intern, zoals zelfopgelegde verwachtingen of gezondheidsproblemen.
Naast fysiologische veranderingen leidt stress ook tot talloze psychologische veranderingen die een aanzienlijke invloed hebben op het geheugen. Traumatische herinneringen die ontstaan onder omstandigheden van extreme stress zijn doorgaans uitzonderlijk levendig en worden vaak onwillekeurig opgeroepen, maar zijn meestal gefragmenteerd en onsamenhangend. Onderzoekers koppelen deze geheugenveranderingen aan de effecten van door stress geïnduceerde noradrenaline en glucocorticoïden op de prefrontale en mediale temporale kwabgebieden van de hersenen.
De auteurs van de nieuwe studie wilden beter begrijpen hoe stress de geheugenvorming beïnvloedt. “Bij PTSD zijn de herinneringen aan traumatische gebeurtenissen uitzonderlijk sterk en levendig, maar toch gefragmenteerd en uiteengevallen. “We waren gefascineerd door dit fenomeen en onderzochten de mogelijkheid dat acute stress het geheugen voor individuele elementen van een stressvolle episode kan verbeteren en tegelijkertijd de verbindingen tussen deze elementen kan verminderen”, legt studieauteur Lars Schwabe, hoofd van de cognitieve psychologie aan de universiteit, uit. van Hamburg.
De onderzoekers stelden dat stress een geheugenvormingsmodus kan bevorderen die het herinneren van individuele gebeurtenissen verbetert, maar de verwerking van associaties daartussen belemmert. Om de hersenmechanismen die ten grondslag liggen aan deze effecten te onderzoeken, gebruikten de auteurs functionele nabij-infraroodspectroscopie, waarbij ze zich concentreerden op de dorsolaterale prefrontale cortex (dlPFC) en inferieure temporale gyrus (ITG), hersengebieden waarvan wordt aangenomen dat ze op verschillende manieren worden beïnvloed door stress.
Aan het onderzoek namen 126 gezonde vrijwilligers tussen de 18 en 35 jaar deel, die ieder 40 euro ontvingen voor hun deelname. De onderzoekers verdeelden de deelnemers willekeurig in twee groepen: de ene onderging een stressopwekkende experimentele procedure, terwijl de andere als controlegroep fungeerde.
Het onderzoek duurde twee dagen. Op de eerste dag, bij aankomst in het laboratorium, voltooiden de deelnemers beoordelingen van depressie- en angstsymptomen met behulp van de State-Trait Anxiety Inventory en de Beck Depression Inventory, evenals chronische stressbeoordelingen met behulp van de Trier Inventory of Chronic Stress. Ze verstrekten subjectieve stressbeoordelingen en speekselmonsters om cortisol te meten, een hormoon dat vrijkomt onder stress. De onderzoekers bevestigden vervolgens elektroden op de onderbenen van deelnemers in beide groepen en pasten de intensiteit van de elektrische schok aan zodat deze uiterst ongemakkelijk maar niet pijnlijk was voordat ze later de elektroden verwijderden.
Tijdens de eerste fase van het experiment presenteerden onderzoekers de deelnemers een reeks afbeeldingen van buitenomgevingen. Deelnemers werd gevraagd om te bepalen of de locaties in de afbeeldingen zich op het noordelijk of zuidelijk halfrond van de aarde bevonden. De onderzoekers onthielden zich van het geven van feedback over de juistheid van hun antwoorden.
In het tweede blok van het experiment ging de controlegroep verder zoals voorheen. Ondertussen kregen deelnemers in de stressgroep te horen dat ze een elektrische schok zouden krijgen als ze een verkeerd antwoord gaven. Aan hun benen werden elektroden bevestigd die geprogrammeerd waren om 15 schokken van elk 200 milliseconden af te geven, ongeveer 2,5 tot 3 seconden nadat een beeld werd weergegeven. Zonder dat de deelnemers het wisten, werden de schokken toegediend ongeacht de nauwkeurigheid van hun antwoorden. Na dit proefblok van 2,5 minuten werden de elektroden verwijderd en volgden nog acht extra blokken, die de procedure van het eerste blok weerspiegelden.
Tijdens deze taken registreerden onderzoekers de corticale activering in de hersenen van de deelnemers met behulp van functionele nabij-infraroodspectroscopie en bewaakten ze verschillende fysiologische parameters, waaronder autonome opwinding, bloeddruk, elektrodermale activiteit en hartslag. Functionele nabij-infraroodspectroscopie, een niet-invasieve neuroimaging-techniek, meet veranderingen in het zuurstofniveau in het bloed in de hersenen door de absorptie van nabij-infraroodlicht te detecteren, waardoor inzicht wordt verkregen in neuronale activiteit tijdens cognitieve taken en andere mentale processen.
Op de tweede dag zaten de deelnemers in een andere kamer om de invloed van omgevingsstimuli op het herinneren van herinneringen (dat wil zeggen contextafhankelijke geheugeneffecten) teniet te doen. Ze herhaalden beoordelingen van angst en stress, verstrekten speekselmonsters en rapporteerden hun slaapkwaliteit en -duur van de vorige nacht. De onderzoekers lieten hen vervolgens een reeks afbeeldingen zien, waaronder 360 van de eerste dag en 180 nieuwe. Deelnemers werd gevraagd om op een schaal van 1 tot 4 te beoordelen of ze elke foto van de vorige dag herkenden en hoe zeker ze waren van hun antwoord.
Vervolgens voerden ze een reekstest uit waarbij ze twee foto’s van de vorige dag naast elkaar te zien kregen en werd gevraagd om te bepalen of ze de vorige dag in hetzelfde blok waren gepresenteerd.
De resultaten bevestigden dat elektrische schokken effectief waren bij het opwekken van stress. De stressgroep rapporteerde hogere subjectieve stressscores dan de controlegroep na het tweede experimentele blok (waarin ze elektrische schokken kregen). Functionele nabij-infraroodspectroscopie toonde verhoogde activiteit aan in de inferieure temporale gyrus van de stressgroep tijdens de fase waarin ze schokken ontvingen, wat op stress duidt. Tegelijkertijd nam de activiteit in de dorsolaterale prefrontale cortex aanzienlijk af.
Bij het onderzoeken van de herinnering aan beelden van de vorige dag ontdekten de onderzoekers dat de gestresste groep zich de beelden van het blok waarin ze schokken kregen significant beter herinnerde dan van het eerste blok zonder schokken. Dit verschil werd niet waargenomen in de controlegroep, wat erop wijst dat stress het onthouden van individuele beelden bevordert.
De stressgroep had echter meer moeite met het onthouden van de beeldsequentie in het blok waarin ze schokken ontvingen vergeleken met de niet-stressblokken. Uit verdere analyse bleek dat stress alleen de geheugenfunctie veranderde in de aanwezigheid van stressoren (elektrische schokken). Het terugroepen van de beeldblokken die na het elektrische schokblok werden getoond, was vergelijkbaar met het terugroepen uit het eerste blok.
“De boodschap die we mee naar huis nemen is deze: hoewel het geheugen voor individuele elementen van een stressvolle episode kan worden verbeterd, kan deze verbetering ten koste gaan van een verminderd geheugen voor hoe deze elementen zich tot elkaar verhouden”, vertelde Schwabe aan PsyPost. “Dus stress lijkt bepaalde aspecten van het geheugen te verbeteren, maar schaadt tegelijkertijd andere aspecten van het geheugen.”
Het onderzoek geeft informatie over veranderingen in de geheugenfunctie onder stress. Er moet echter worden opgemerkt dat de stressor die in het onderzoek werd gebruikt, zeer mild en van korte duur was. Voor mensen die gedurende langere tijd aan extremere stressfactoren worden blootgesteld, zijn de resultaten mogelijk niet hetzelfde.
“We hebben fNIRS gebruikt, dat alleen de laterale corticale activiteit kan meten, maar niet de activiteit in mediale corticale of subcorticale hersengebieden,” merkte Schwabe op. “Om meer te weten te komen over de betrokken hersenmechanismen, zouden toekomstige studies daarom gebruik kunnen maken van fMRI, waarmee het hele brein kan worden onderzocht.”
Het artikel ‘Sterke maar gefragmenteerde herinnering aan een stressvolle episode’ is geschreven door Anna-Maria Grob, Denise Ehlers en Lars Schwabe.