Voor het lezen gaan we eerst even een proefje doen. Dat kan in je eentje, maar het werkt beter met een nietsvermoedende, geblinddoekte proefpersoon. Haal drie bekertjes water, één koud en twee warm, net niet zo heet dat het pijn doet. Zet ze dicht bij elkaar, zodat je de middelvinger van een hand in het koude water kunt laten zakken en de ring- en wijsvinger van diezelfde hand in het warme water. Het is belangrijk dat ze stil gehouden worden.

Wat voel je nu? Het werkt niet bij iedereen, maar voor de meeste mensen lijkt het net na een tijdje alsof de middelvinger in heet water gedompeld is. Zo heet zelfs, dat het pijn doet. Terwijl hij in werkelijkheid juist in koud water hangt. De pijn houdt nog geruime tijd aan nadat je de vingers uit het water hebt gehaald. Wat je ervaart is de zogenaamde “thermal grill illusion” (hitte-illusie), een gevoelsillusie waarvan onderzoekers dankbaar gebruikmaken. Want je kunt er pijn mee bestuderen, zonder schade toe te brengen aan je proefpersonen.

Gevoelsbedrog
Marjolein Kammers (University College London) heeft deze manier van ‘gevoelsbedrog’ gebruikt om te bestuderen hoe acute pijn te beïnvloeden is met aanraking. Kan dat wel? Dit is toch geen echte pijn? ‘Nou, zo kun je dat niet stellen,’ zegt ze. ‘Het is dan wel een illusie, maar de pijn is echt. Er gaat werkelijk een pijnsignaal van de vinger naar de ruggengraat, die het vervolgens naar de hersenen brengt.’

Als cognitief neurowetenschapper doet Kammers al jaren onderzoek naar pijn, van de plaats waar het ontstaat tot de bewustwording ervan in het brein. Pijn is een complex fenomeen, vertelt ze. ‘De representatie van het lichaam in het brein, zeg maar het beeld dat de hersenen hebben van de positie van alle onderdelen van je lijf, speelt er een grote rol bij. Dat zie je bijvoorbeeld bij fantoompijn, wat veel mensen hebben nadat een arm of been is geamputeerd.’

‘Fantoompijn in een ontbrekende hand, meestal een soort krampgevoel, alsof hij voortdurend in een vuist is gebald, is tijdelijk sterk te verminderen door de “spiegelillusie”. Daarbij ziet iemand de hand die er nog wel is in een spiegel. Net alsof zijn geamputeerde hand er nog is. Als hij dat ziet en de bestaande hand eerst in een vuist balt en dan ontspant, verzwakt het verkrampte gevoel in de fantoomhand.’

Rubberen hand
Het omgekeerde komt ook voor: mensen die delen van hun lichaam niet herkennen als iets eigens. Dat kan extreme vormen aannemen. Maar zoiets is bij gewone mensen ook gemakkelijk op te wekken met de beroemde “rubberen hand illusie”, waarbij de temperatuur van de eigen hand daalt zodra iemand een rubberen hand als zijn eigen is gaan zien. Kammers: ‘Het gekke is, dat dat ook bij mij nog steeds werkt, terwijl ik heus wel weet dat het een illusie is. En ik niet expres de lichaamstemperatuur in een lichaamsdeel kan laten zakken.’

In het tijdschrift Current Biology beschrijven Kammers en twee collega’s hun proeven met de hitte-illusie. Ze vroegen de proefpersonen aan te geven welke temperatuur het water rond hun middelvinger had. Omdat zoiets moeilijk te vertellen is, moesten ze dit doen door met hun neus tegen een “thermode” te drukken, een knop waarvan de onderzoekers de temperatuur konden regelen. Net zo lang tot die volgens de proefpersoon gelijk was aan de temperatuur die hun middelvinger waarnam.

In werkelijkheid was dat ongeveer 14 graden, maar de schatting van de proefpersonen lag gemiddeld ruim 15 graden hoger. Dit bewees dat de illusie werkte, wat op zichzelf niets nieuws was. Het echte experiment volgde toen de vingers uit het water gehaald werden. Kammers testte het effect van verschillende aanrakingen: alleen de middelvingers op elkaar leggen nadat beide handen aan de hitte-illusie blootgesteld waren, juist alleen de warme vingers op elkaar leggen, warme vingers van links op koude vingers van rechts leggen en de koude en warme vingers van de ene hand op die van de andere hand leggen.

Eigen handen
Het effect was in alle gevallen het zelfde, behalve de laatste. De proefpersonen schatten de temperatuur van hun middelvinger steeds ruim acht graden te hoog in. Maar als vingers met gelijke temperatuur van beide handen op elkaar werden gelegd, werd het verschil minder dan vier graden. Het moest wel met twee eigen handen gebeuren; een hand van Kammers aanraken die ook aan de hitte-illusie was blootgesteld, had dit effect niet.

Wat zegt dit nu? ‘We leiden eruit af dat het kleinere verschil tussen de werkelijke en de waargenomen temperatuur geen kwestie is van temperatuurfeedback,’ zegt Kammers. ‘Dat was wel onze eerste gedachte: als je met een andere vinger je middelvinger raakt, voelt die dat hij niet heet maar koud is. Maar ja, dan had dat ook bij sommige andere aanrakingen zo moeten werken. En dat was niet zo. Het werkt alleen zo met twee eigen handen, die allebei aan de warmte-illusie blootgesteld zijn geweest.’

Hoe het dan wel zit, is nog niet zeker. ‘De enige verklaring die wij kunnen verzinnen, is dat het pijnsignaal dat de hersenen binnenkomt, wordt gedempt doordat ze een beter beeld hebben van de positie van de vingers. En dat daardoor ook de inschatting van de temperatuur verbetert. Het is dus geen effect dat in de handen plaatsvindt, maar iets in de hersenen.’ Waarom dat dan niet net zo werkt bij aanraking door een onbehandelde hand, is niet helemaal duidelijk.

Misschien hebben vakgenoten alternatieve verklaringen? ‘Dat zou kunnen, ik ben benieuwd. Intussen gaan we zelf proeven doen om de hersenen te bekijken tijdens dit soort proeven. Waarschijnlijk met elektro-encephalogrammen, want het is lastig om in een MRI-scanner met bakjes water aan de slag te gaan.’

En dan nog een kritische vraag: hadden de proefpersonen wel echt pijn? Daarnaar is niet gevraagd, het ging alleen om verschillen in waargenomen temperatuur. Kammers: ‘Dat maakt niet uit. Er is bij deze illusie een rechtstreeks verband tussen de mismatch in temperatuurwaarneming en pijn, weten we uit eerder onderzoek. En er is trouwens ook ondersteunend bewijs uit de praktijk. Als je iemand zich bezeert, is het eerste wat hij doet, die plek vastpakken. Iemand anders laat je er liever niet aankomen op zo’n moment. Jezelf vastgrijpen helpt echt. Als we weten te ontrafelen hoe precies, dan kunnen we hopelijk manieren ontwikkelen om patiënten met pijn beter te helpen.’

Elmar Veerman

Marjolein Kammers, Frédérique de Vignemont en Patrick Haggard: ‘Cooling the thermal grill illusion trhrough self-touch’, Current Biology, 1-4 oktober 2010