Ruben Hendriks: “We rekenen ook nog echt met krijt”
De natuurkunde van het geheugen: dat onderzocht Ruben Hendriks (RUG), winnaar van de KHMW Jong Talent Afstudeerprijs Natuurkunde 2025. Hij bestudeerde hoe hersenen patronen opslaan en herkennen – met wiskundige modellen die ook worden gebruikt om de structuur van materialen te begrijpen. “Het zijn verschillende systemen, maar dezelfde principes spelen.”
Kun je kort uitleggen waar jouw onderzoek over ging?
Mijn masteronderzoek deed ik bij het CogniGron Instituut in Groningen. Daar proberen we de rekenkracht van het brein na te bootsen in hardware – computers dus. Ik werkte aan het Hopfield-model, genoemd naar Nobelprijswinnaar John Hopfield. Dat beschrijft een netwerk van neuronen die elkaar via synapsen versterken of onderdrukken. Door die verbindingen goed af te stemmen, kun je patronen opslaan – een wiskundig model van het geheugen.
Wat kun je met zo’n model doen?
Het helpt te begrijpen hoe uit veel eenvoudige onderdelen – neuronen – een functionerend geheel ontstaat. Ik heb het model aangepast zodat het niet alleen herinneringen kan ophalen, maar ook kan wisselen tussen herinneringen, zoals wij in een gesprek voortdurend van het ene idee naar het andere springen.
Wat voegt het perspectief van een theoretisch natuurkundige toe aan hersenonderzoek?
Theoretische natuurkunde maakt complexe systemen hanteerbaar. Biologen kijken naar de werkelijkheid, theoretisch natuurkundigen abstraheren die eerst. Je gebruikt wiskunde om te begrijpen wat je niet intuïtief kunt bevatten. Zo ontdek je welke principes belangrijk zijn voordat je met echte hersendata werkt.
En daarna toets je die modellen weer aan de werkelijkheid?
Precies. Eerst ontwikkel je de taal en concepten om zo’n systeem te beschrijven. Daarna bouw je realistischere modellen en vergelijk je die met experimenten – in samenwerking met biologen en neurowetenschappers.
Waarom koos je als theoretisch natuurkundige juist voor dit onderwerp?
Tijdens mijn studie raakte ik gefascineerd door statistische mechanica, de theorie achter faseovergangen van bijvoorbeeld water en ijs. Diezelfde wiskunde blijkt ook te werken voor hersennetwerken. Dat vond ik geweldig: één theorie die zulke uiteenlopende verschijnselen kan beschrijven.
Krijgt jouw onderzoek een vervolg?
Misschien publiceren we het nog. Intussen ben ik begonnen met een promotieonderzoek aan de Universiteit Utrecht, over willekeurige netwerken. Dat is verwant aan het brein, maar speelt ook een rol in de materiaalkunde: hoe de structuur van een netwerk bepaalt of een materiaal bijvoorbeeld elastisch of juist stijf is.
Zie je jezelf in de wetenschap blijven?
Dat weet ik nog niet. Ik wil graag iets doen dat maatschappelijk betekenis heeft – onderzoek of toepassingen die mensen echt helpen.
In de voordracht werd je geprezen om je zelfstandigheid. Hoe bepaal jij welke richting je uitgaat?
Door veel te doen en goed te luisteren. Soms ontdek je toevallig een patroon of wiskundig verband dat tot iets groters leidt. Wetenschap is puzzelen, volhouden en reflecteren – en veel praten met anderen.
Werk je tijdens je promotie ook samen?
Ja, ik heb fijne collega-promovendi en een supervisor met wie ik vaak letterlijk bij het krijtbord sta. We rekenen ook nog echt met krijt – precies het romantische beeld van wetenschap.
Heb je genoeg ruimte om te experimenteren?
Zeker. Mijn promotie wordt gefinancierd door NWO, en binnen onze groep is er veel vrijheid om te proberen en te falen. Dat is cruciaal voor echte ontdekkingen.
Wat wil je dat lezers vooral meenemen?
Dat wetenschap niet ophoudt bij disciplinaire grenzen. Fysica, wiskunde, biologie, psychologie – het zijn allemaal manieren om hetzelfde te begrijpen: hoe uit iets eenvoudigs iets verbazingwekkend complex kan ontstaan.
