Meer dan één manier om goud te vinden

/

Voor onderzoek moeten wetenschappers allerlei ‘graafwerk’ doen op zoek naar nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen. Ze ‘graven’ bijvoorbeeld door kranten, theorieën en experimenten om intellectueel goud (kennis) te vinden. Voordat zij echter gaan graven, moeten de experimenteerders kiezen met welk gereedschap zij gaan graven, want daar is geen standaard voor.

In de vorige twee delen van deze serie (deel 1, deel 2) werd uitgelegd hoe wetenschappers kiezen waar ze gaan ‘graven’. In deze blog zal ik de verschillende instrumenten laten zien waarover onderzoekers beschikken en specifiek ingaan op een eerder onderbenut instrument dat belangrijker werd door de COVID-19 pandemie.

Tijdens de eerste fase van denken en theoretiseren moet het meest nauwkeurige gereedschap worden gekozen. Net zoals een bouwvakker misschien een grote machine gebruikt om een groot en diep gat te graven, maar een schop kiest om een kleiner gat te graven en meer detailgericht te werken, moet een onderzoeker beslissen welk gereedschap het beste past bij de door hem gekozen theoretische vraag. Specifiek zijn taalonderzoekers geïnteresseerd in hoe de menselijke geest en de hersenen taal leren, begrijpen en produceren in verschillende contexten en tijdens verschillende taken. Met andere woorden, intellectueel goud. De keuze van het gereedschap komt meestal voort uit de specifieke theoretische vraag (en het antwoord) die de onderzoekers hebben. Zoals we in de vorige posts zagen, denken wetenschappers zorgvuldig na over waar ze beginnen te graven. Hetzelfde geldt voor het gereedschap waarmee ze gaan graven. Zoals een bouwvakker zou hij geen graafmachine gebruiken om een naald op te graven, of een tuinschep om een dinosaurusbot op te graven. En zou een wetenschapper die de hersenactiviteit onderzoekt geen vergrootglas gebruiken om elektrische signalen tussen hersengebieden te meten. Dus uit welke instrumenten kunnen wetenschappers kiezen wanneer zij de geest en de hersenen willen meten?

Als een wetenschapper wil zien welke delen van de hersenen betrokken zijn bij taalgebruik, kan hij kiezen voor functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI). Een fMRI-machine is een grote magneet die foto’s van de hersenen maakt en bepaalde gebieden markeert die het meest actief zijn tijdens een taak, maar die een minder nauwkeurige timing van de hersenactiviteit geeft.

Een fMRI-machine is een grote magneet die foto’s van de hersenen maakt.

Als ze willen zien wat voor soort elektrische signalen er binnen milliseconden tussen hersengebieden communiceren, zullen ze waarschijnlijk kiezen voor elektro-encefalografie, of EEG, als hun graafwerktuig.

Als zij het proces van het selecteren van het juiste woord om te spreken willen onderzoeken, zouden zij oogbewegingen (een snelle, automatische reactie) kunnen combineren met reactietijdmetingen van het indrukken van knoppen of het reageren op spraak. Op die manier kunnen zij de vereiste cognitieve inspanning onderzoeken bij het vergelijken van verschillende experimentele omstandigheden die in milliseconden plaatsvinden. Ten slotte gebruiken onderzoekers enquêtes of vragenlijsten om te kijken naar de subjectieve mening van mensen over bepaalde taalkenmerken en -constructies.

Voor elk van deze voorbeelden moeten mensen naar het lab komen om ze te testen (afgezien van online enquêtes). Tijdens het begin van de COVID-19 pandemie werden echter veel universiteiten en onderzoekscentra gesloten uit voorzorg tegen de verspreiding van het virus en konden deze instrumenten niet meer worden gebruikt. De kwestie van het niet fysiek kunnen testen van deelnemers deed onderzoekers hun keuze van instrumenten heroverwegen. De oplossing voor deze nieuwe uitdaging was eigenlijk veel dichterbij dan de meeste mensen hadden gedacht: thuis.
Om in deze tijden naar goud te blijven graven, ontwikkelden wetenschappers online experimenten. Deze kunnen worden uitgevoerd op de computers van de deelnemers zelf, waardoor dezelfde experimentele ontwerpen en opstellingen mogelijk zijn als in het lab. Vóór de pandemie werden online instrumenten zelden gebruikt wegens hun gebrek aan betrouwbaarheid: het was moeilijk te weten of de laptop of computer thuis nauwkeurig zou registreren. Bovendien was het niet gemakkelijk om de deelnemers te betalen en hun antwoorden te beheren. Sommige online platforms betaalden zeer weinig, terwijl op andere platforms één deelnemer meerdere keren aan hetzelfde experiment kon deelnemen.

Net als bij de ontwikkeling van het COVID-19-vaccin hebben onderzoekers en universiteiten onvermoeibaar gewerkt aan betrouwbaardere onlineplatforms voor experimenten om tijdens de pandemie door te gaan. Veel experimenten worden nu bijvoorbeeld uitgevoerd op platforms zoals Gorilla of Prolific. Elk van deze platforms vereist meer informatie over zowel de apparatuur thuis als de deelnemers zelf, om de eerder genoemde risico’s te beperken. Dit nieuwe en bijgewerkte instrument gaf onderzoekers de afgelopen tweeënhalf jaar een broodnodige reddingslijn om hun onderzoek, weliswaar op afstand, voort te zetten – ook bij het Max Planck Instituut.

Kortom, niet alleen de keuze van de juiste plaats om te graven vergt veel aandacht, maar ook de keuze van het gereedschap waarmee gegraven wordt. Zonder het juiste gereedschap kan een onderzoeker een te groot en te diep gat graven en het beoogde goud missen. Als het goud klein is, hebben ze een klein en nauwkeurig gereedschap nodig. Als het goud groot is, hebben ze een groot en sterk gereedschap nodig om het volledig in beeld te krijgen. Zoals het volgen van oogbewegingen tijdens een EEG-opname voor nauwkeurige timing, of het gebruik van fMRI om te zien welke hersengebieden worden gebruikt tijdens een reactie-taak. Hoe voor de hand liggend het ook lijkt, het kiezen van de juiste plaats en het juiste instrument gaat hand in hand bij het graven naar goud.

Schrijver: Alex Titus
Redacteur: Katharina Polsterer
Nederlandse vertaling: Julia von der Fuhr
Duitse vertaling: Ronny Bujok
Eindredactie: Sophie Slaats