Wetenschappers weten nog steeds niet goed wat een ‘stoornis’ is. Dit onderzoek probeert daar een eenduidig antwoord op te geven, dat meteen opgaat voor alle ziektebeelden en stoornissen, dus lichamelijke zowel als en psychische. Samen met Roy de Kleijn, psycholoog verbonden aan de Faculteit Sociale Wetenschappen in Leiden, maakt Rutger Goekoop computermodellen van het ontstaan van (psychische) stoornissen in levende wezens.

Dit doen we om geen echte levende wezens tot aan de rand van een stoornis te hoeven drijven. Deze zogenaamde ‘agents’ zijn vrij rondlopende pixels in een digitale arena die kunnen waarnemen, evalueren en handelen. Om dat te kunnen doen moeten ze energie verzamelen uit voedsel (gekleurde pixels) dat op voorspelbare momenten en plaatsen verschijnt in de arena (dit heet een voedsel-verzamelings-paradigma). Als de agents te weinig voedsel hebben zakken hun energieniveaus en gaan ze uiteindelijk dood. Om te kunnen blijven leven moeten ze leren voorspellen welk voedsel wanneer en waar verschijnt en dit opeten. De agents kunnen ook elkaar herkennen aan hun kleur (blauw) en spontaan ontdekken dat ze beter overleven als ze samenwerken om het voedsel in een hoekje te drijven (gemeenschappelijk jagen). In een toekomstige versie willen we ook dat agents kinderen kunnen krijgen en deze kunnen herkennen. Op die manier moeten ze zich inspannen voor het welzijn van verwanten en vreemden, waardoor ze de overleving van de groep kunnen bevorderen (een model voor kinship selectie en reciprook altruïsme). Als de agents dit eenmaal hebben geleerd wordt de hoeveelheid voedsel in de arena langzaam teruggeschroefd. Het jagen op voedsel wordt daardoor steeds meer een vruchteloze onderneming (vandaar Fruitless Pursuit). Het effect van deze ‘uithongering’ op elke agent is dat er ‘neuronen’ gaan uitvallen in het kunstmatige neurale netwerk waarmee ze hebben leren voedsel verzamelen (‘hub overload en cascading failure’). Dit gebeurt het eerste in neuronen die de meeste controle hebben over andere knopen in het netwerk, omdat die de meeste energie vragen. Het gevolg is dat de centrale supervisie (regulatie) in het netwerk wegvalt en alle andere neuronen ongecontroleerd  hun eigen gang kunnen gaan. Deze ongecoördineerde, chaotische activiteit is in maat en getal uit te drukken (namelijk als ‘permutatie-entropie’). Dit is een maat voor onvoorspelbaarheid, wanorde of ‘disorder’ binnen een systeem: van stoornis dus, door ontregeling. Wat ons betreft is dit mechanisme een van de beste modellen voor het ontstaan van allerlei soorten ‘stoornissen’ (zowel lichamelijke als geestelijke) in levende wezens.

Wij denken dat (voedsel)schaarste zal leiden tot een toename van ‘stoornis’ in gebieden waarmee de agents waarnemen, zich doelen stellen (bijvoorbeeld samenwerken of juist alleen jagen) en hun wandelingen door de arena coördineren. Dit zijn modellen voor het ontstaan van psychose, dwaalgedrag en gestoorde uitvoerende functies en motoriek. We verwachten verder dat de agents bij toenemende schaarste zullen terugvallen van zogenaamde ‘langzame’ (lange-termijn, ‘inclusieve’) jaagstrategieën (samenwerken met zoveel mogelijk onbekende agents: reciprook altruïsme) naar ‘snelle’ (korte-termijn, exclusieve) strategieën (alleen nog samenwerken met verwanten, het eigen nageslacht en zichzelf: kinship selection). Er treedt dus een ‘decontextualisering’ op van gedrag: een afname van gedrag dat is gericht op het bevoordelen van onbekende, toekomstige generaties te gunste van zelfbehoud. De reden hiervoor is dat het centraal integratieve deel van het netwerk dat rekening houdt met de bredere (sociale) context rondom het organisme als eerste uitvalt bij een tekort aan energie (iets wat ook in de natuur gebeurt bij stervende bacteriën, zoogdieren en bij de meeste psychische problemen). Het wegvallen van doelgericht probleemoplossend vermogen (‘coping’, zoals samenwerken aan een probleem) kan op zijn beurt leiden tot nieuwe problemen, waar het organisme dan weer de coping voor mist om daar goed mee om te gaan. Hierdoor is de agent nog meer energie kwijt, wat zorgt dat er neuronen uitvallen, etcetera.  Zo ontstaan vicieuze cirkels van problemen die zichzelf in stand houden (probleem in stand houdende interactiepatronen of PIHIPs). Dit is een model voor hardnekkige psychische problemen.

Aan het einde van deze studie hopen we manieren te kunnen onderzoeken waarmee het (morele, geestelijke en lichamelijke) verval tegen kan worden gegaan. Hierbij valt te denken aan maatregelen waarmee de lerende neurale netwerken voldoende hiërarchische diepte (coping) kunnen ontwikkelen, de gevoeligheid van neuronen voor uitval kan worden beperkt, eenmaal uitgevallen neuronen weer kunnen bijkomen, of het voldoende voedsel kan worden uitgedeeld op de juiste plekken. Dit is een model voor respectievelijk opvoeding / ontwikkeling, farmacotherapie / psychotherapie, rustbevorderende interventies zoals vakanties of ziekteverzuim en maatschappelijke interventies zoals economische en maatregelen en ruimtelijke ordening. Dit project is belangrijk omdat het binnen 1 theoretisch model alle vragen samenvat die relevant zijn voor de psychiatrie, waarna die stuk voor stuk kunnen worden getoetst. Deze vragen zouden nooit allemaal afzonderlijk in levende systemen kunnen worden onderzocht (om ethische redenen).

Betrokken onderzoekers zijn Roy de Kleijn (psycholoog verbonden aan de Faculteit Sociale Wetenschappen in Leiden), Rutger Goekoop