In de aanloop naar een tentamen krijgen studenten vaak het advies om zo uitgerust en stressvrij mogelijk te zijn. Dit advies ontstond vanuit één van de klassieke principes van de psychologie. De Wet van Yerkes-Dodson, in 1908 bedacht door de psychologen Robert M. Yerkes and John D. Dodson. Deze wet stelt dat mensen (en andere dieren) hun taken het best kunnen uitvoeren bij een middelhoog arousalniveau (alert geheten). Ze presteren minder goed bij lage (slaperig) of hoge (gestresst of overactief) arousalniveaus. Ondanks de bekendheid van de wet van Yerkes-Dodson, is de empirische onderbouwing nog niet altijd sluitend. 

Rangschikking arousalniveau op pupilgrootte 

De UvA-onderzoekers vroegen proefpersonen verschillende visuele en auditieve besluitvormingstaken uit te voeren terwijl ondertussen hun pupilgrootte werd gemeten. Deze werden vervolgens gekoppeld aan de gemeten prestaties. Met deze analyse leverden de onderzoekers overtuigend bewijs voor de validiteit van de Wet van Yerkes-Dodson, waarmee de relatie tussen spontaan fluctuerende arousalniveaus en prestaties is aangetoond. 

‘Ons werk versterkt de Wet van Yerkes-Dodson als een fundamenteel principe in de menselijke besluitvorming’, vertelt eerste co-auteur Lola Beerendonk. ‘Dit verrijkt niet alleen ons basale begrip van menselijke besluitvorming in het lab, maar legt ook de basis voor klinische toepassingen.’ Simon van Gaal, seniorauteur van de studie, voegt toe: ‘Begrijpen hoe arousal de prestaties kan beïnvloeden opent nieuwe mogelijkheden voor het verbeteren van cognitieve vaardigheden in reële omstandigheden, bijvoorbeeld educatieve of andere belangrijke professionele omgevingen. Daarnaast zijn er ook klinische toepassingen. Ontregelde arousalniveaus zijn bijvoorbeeld een prominent kenmerk bij attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD).’ 

Neurale mechanismen 

Om de neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan de Wet van Yerkes-Dodson te verklaren hebben de onderzoekers een rekenkundig neuraal netwerk-model gebruikt. Dit model onthulde een ingewikkeld samenspel tussen verschillende celtypen in het brein. Dat samenspel reguleert de activiteit van neuronen die een rol spelen bij besluitvorming onder invloed van arousal. ‘Ons mechanistische model is een belangrijke stap richting het ontrafelen van de neurale basis van de Wet van Yerkes-Dodson,’ legt Jorge Mejias, de andere eerste co-auteur van de studie, uit. ‘Door het identificeren van de rol van bepaalde neuronen die worden beïnvloed door opwinding tijdens het uitvoeren van taken, biedt het model specifieke fysiologische voorspellingen voor toekomstige studies in de neurobiologie, psychologie en kunstmatige intelligentie.’ 

Publicatiegegevens

Lola Beerendonk, Jorge F. Mejías, Stijn A. Nuiten, Jan Willem de Gee, Johannes J. Fahrenfort, en Simon van Gaal: A disinhibitory circuit mechanism explains a general principle of peak performance during mid-level arousal. Proceedings of the National Academy of Sciences: https://doi.org/10.1073/pnas.2312898121