Wat heeft u vandaag een week geleden als avondeten gegeten? De kans is groot dat u het zich niet meer precies herinnert. Maar op zijn minst een korte tijd na uw maaltijd wist u precies wat u had gegeten, en kon u zich gemakkelijk tot in detail herinneren wat er op uw bord lag. Wat is er met uw geheugen gebeurd tussen toen en nu? Is het langzaam vervaagd? Of verdween het in één keer?

Herinneringen aan visuele beelden (bijv. eetborden) worden opgeslagen in wat visueel geheugen wordt genoemd. Onze geest gebruikt het visueel geheugen om zelfs de eenvoudigste berekeningen uit te voeren; van het herinneren van het gezicht van iemand die we net hebben ontmoet, tot het herinneren hoe laat het was toen we voor het laatst hebben gekeken. Zonder visueel geheugen zouden we niet in staat zijn om alles wat we zien op te slaan en later terug te halen. Net zoals de geheugencapaciteit van een computer zijn mogelijkheden beperkt, is de capaciteit van het visueel geheugen gecorreleerd met een aantal hogere cognitieve vaardigheden, waaronder academisch succes, vloeiende intelligentie (het vermogen om nieuwe problemen op te lossen), en algemeen begrip.

Om vele redenen zou het dus zeer nuttig zijn om te begrijpen hoe het visueel geheugen deze mentale operaties vergemakkelijkt, maar ook hoe het ons vermogen beperkt om ze uit te voeren. Maar hoewel over deze grote vragen al lang wordt gediscussieerd, beginnen we ze nu pas te beantwoorden.

Herinneringen zoals wat u hebt gegeten, worden opgeslagen in het visuele kortetermijngeheugen – in het bijzonder in een soort kortetermijngeheugen dat vaak “visueel werkgeheugen” wordt genoemd. Visueel werkgeheugen is de plaats waar visuele beelden tijdelijk worden opgeslagen terwijl je geest werkt aan andere taken, zoals een whiteboard waarop kort dingen worden geschreven en vervolgens weggeveegd. We vertrouwen op het visueel werkgeheugen als we ons dingen kortstondig herinneren, zoals bij het kopiëren van aantekeningen van colleges naar een notitieblok.

De vraag is: wanneer worden deze herinneringen weggevaagd? En als dat zo is, kunnen we dan nog sporen onderscheiden van wat er oorspronkelijk ‘geschreven’ is, of blijft er dan helemaal niets over? Als visuele kortetermijngeheugens slechts geleidelijk worden weggevaagd, dan zouden resten van deze herinneringen nog terug te halen moeten zijn; maar als deze herinneringen in één keer worden weggevaagd, dan zouden we niet in staat moeten zijn ze in welke vorm dan ook terug te halen.

UC Davis psychologen Weiwei Zhang en Steven Luck hebben enig licht geworpen op dit probleem. In hun experiment zagen deelnemers kort drie gekleurde vierkanten flitsen op een computerscherm, en werden gevraagd om de kleuren van elk vierkant te onthouden. Na 1, 4 of 10 seconden verschenen de vierkantjes opnieuw, maar deze keer ontbraken de kleuren, zodat alleen zwarte vierkantjes met een witte rand zichtbaar waren. De deelnemers hadden een eenvoudige taak: zich de kleur van een bepaald vierkant herinneren, niet van tevoren wetend welk vierkant hun zou worden gevraagd zich te herinneren.
De psychologen veronderstelden dat het meten van hoe het visuele werkgeheugen zich gedraagt bij toenemende eisen (d.w.z, de toenemende duur van 1,4 of 10 seconden) iets zou onthullen over hoe het systeem werkt.

Als visuele kortetermijngeheugens vervagen – als ze geleidelijk van het whiteboard worden weggeveegd – dan zou na langere intervallen de nauwkeurigheid van de deelnemers in het onthouden van de kleuren nog steeds hoog moeten zijn, slechts in geringe mate afwijkend van de oorspronkelijke kleur van het vierkantje. Maar als deze herinneringen in één keer worden weggeveegd – als het whiteboard onaangeroerd wordt gelaten totdat het in één keer wordt schoongeveegd – dan zouden de deelnemers zeer nauwkeurige antwoorden moeten geven (die overeenkomen met momenten waarop de herinneringen nog onaangeroerd zijn) en dan, als het interval te lang wordt, zeer willekeurige gissingen.

Dat is precies wat er gebeurde: Zhang & Luck ontdekte dat de deelnemers ofwel zeer nauwkeurig waren, ofwel volledig gokten; dat wil zeggen, ze herinnerden zich de kleur van het vierkant met grote nauwkeurigheid, of vergaten het volledig. Het was bijna alsof hun geheugen zich gedroeg als bestanden op een computer: Uw Microsoft Word-documenten verliezen geen letters na verloop van tijd, en uw digitale foto’s vergelen niet; in plaats daarvan blijven ze bestaan totdat u ze naar de prullenbak verplaatst – waar ze in één keer worden gewist.

Maar dit, zo blijkt, is niet waar voor alle herinneringen. In een recent artikel ontdekten onderzoekers van MIT en Harvard dat, als een herinnering lang genoeg kan overleven om het te maken tot wat “visueel langetermijngeheugen” wordt genoemd, ze helemaal niet hoeft te worden gewist. Talia Konkle en collega’s toonden deelnemers een stroom van drieduizend afbeeldingen van verschillende scènes, zoals oceaangolven, golfbanen of pretparken. Daarna kregen de deelnemers tweehonderd paar beelden te zien – een oud beeld dat ze in de eerste taak hadden gezien, en een compleet nieuw beeld – en werd hen gevraagd aan te geven welk beeld het oude was.

De deelnemers waren opmerkelijk accuraat in het zien van verschillen tussen de nieuwe en oude beelden – 96 procent. Met andere woorden, ondanks het feit dat ze bijna 3.000 afbeeldingen moesten onthouden, presteerden ze nog steeds bijna perfect.

Het blijkt echter dat ze alleen zo accuraat waren wanneer de nieuwe en oude afbeeldingen afkomstig waren van verschillende soorten scènes (bijv. een golfbaan en een pretpark). Om te testen hoe gedetailleerd deze herinneringen werkelijk waren, analyseerden de psychologen ook hoe de deelnemers presteerden wanneer de beelden van dezelfde soorten scènes afkomstig waren (bv. twee verschillende pretparken). Aangezien beelden van hetzelfde type scène op minder manieren van elkaar verschillen dan beelden van verschillende scènetypen, zouden de deelnemers alleen in staat zijn geweest om verschillen tussen deze vergelijkbare beelden aan te wijzen als ze ze hadden onthouden met een werkelijk enorme hoeveelheid detail.

Zoals je zou verwachten, waren de deelnemers slechter in het discrimineren tussen beelden van dezelfde categorie, maar niet veel, met een score van maar liefst 84 procent. In feite, zelfs wanneer de experimentatoren het aantal beelden verhoogden dat de deelnemers zich aanvankelijk moesten herinneren voor een bepaald type scène, waren de deelnemers nog steeds goed in het onderscheiden van het oude beeld van het nieuwe – met slechts een lichte afname van de prestaties. Dat gezegd hebbende, het feit dat de geheugenprestaties überhaupt afnamen toont aan dat, hoewel onze herinneringen zeer gedetailleerd zijn, ze niet fotografisch zijn.

Deze twee afzonderlijke experimenten leveren een paradox op: waarom zijn we in staat ons in sommige gevallen zo’n enorm aantal beelden met veel detail te herinneren, en in andere gevallen niet eens een paar beelden na een paar seconden? Wat bepaalt of een beeld wordt opgeslagen in het langetermijngeheugen of in het kortetermijngeheugen?

In een recent overzicht stellen onderzoekers van Harvard en MIT dat de kritieke factor is hoe betekenisvol de herinnerde beelden zijn – of de inhoud van de beelden die je ziet aansluit bij reeds bestaande kennis over die beelden. In het Zhang & Luck experiment probeer je betekenisloze, ongerelateerde kleuren te onthouden, en dus wordt er geen verband gelegd met opgeslagen kennis; het is alsof het white board is schoongeboend voordat je de kans krijgt om de krabbels in je notitieblok te kopiëren. Maar in het experiment van Konkle et al. zie je beelden van herkenbare scènes waarover je al betekenisvolle kennis hebt – zoals waar de achtbaan zich waarschijnlijk bevindt ten opzichte van de grond. Deze voorkennis verandert de manier waarop deze beelden worden verwerkt, waardoor duizenden van hen kunnen worden overgebracht van het whiteboard van het kortetermijngeheugen naar de bankkluis van het langetermijngeheugen, waar ze met opmerkelijk detail worden opgeslagen.

Samen suggereren deze experimenten waarom herinneringen niet in gelijke mate worden geëlimineerd – sterker nog, sommige lijken zelfs helemaal niet te worden geëlimineerd. Dit zou ook kunnen verklaren waarom we zo hopeloos zijn in het herinneren van sommige dingen, en toch zo geweldig in het herinneren van andere.

Bent u een wetenschapper die gespecialiseerd is in neurowetenschappen, cognitieve wetenschappen, of psychologie? En heeft u een recent peer-reviewed artikel gelezen waar u over zou willen schrijven? Stuur dan suggesties naar Mind Matters redacteur Gareth Cook, een Pulitzer prijswinnende journalist bij de Boston Globe. Hij is te bereiken op garethideas AT gmail.com of Twitter @garethideas.