Het brein de baas: De bizarre en barbaarse geschiedenis van de hersenwetenschap

5 februari 2013 Blogs

Dat hersenen met ons denken te maken hebben is niet altijd vanzelfsprekend geweest. Volgens de oude Grieken bijvoorbeeld vond het denken plaats in het hart en in de longen. In de hersenen zat de onsterfelijke ziel. Pas veel later worden hersenen in verband gebracht met het denken. Die kennis hebben we te danken aan bizarre verhalen over patiënten en hun behandelaars.

Geschreven door Koos Neuvel

Franz Joseph Gall (1758-1828), grondlegger van wat de frenologie wordt genoemd, was een van de eersten die beweerde dat de geest verankerd zit in het brein. Dit uitgangspunt heeft de ontwikkeling in de neurowetenschap enorm vooruit geholpen. Hij meende dat iedere eigenschap, of het egoïsme of vriendelijkheid is, een duidelijke eigen plek in het brein heeft. Door middel van metingen van knobbels op de schedel, dacht hij die eigenschappen te kunnen lokaliseren.

Na enige tijd bleek dat van die locatie-indeling weinig klopte. De neuroanatoom Paul Broca (1824-1880) had een patiënt, bekend als Tan, (niet zijn echte naam) die geen woorden kon vormen, behalve het woord ‘Tan’. Broca onderzocht de hersenen van Tan na diens dood en ontdekte een beschadiging in de linkerfrontale cortex, nu bekend als het Broca-spraakcentrum. Ook de arts Carl Wernicke (1848-1905) had een patiënt met een spraakstoornis. Deze kon wel praten maar dan alleen betekenisloos gebrabbel. Het sensorisch spraakcentrum van Wernicke bleek op een andere plek te zitten dan het motorisch spraakcentrum van Broca.

Toch leken zulke bevindingen erop te duiden dat een eigenschap op een specifieke plek gelokaliseerd is in de hersenen, wat tot op de dag van vandaag onderwerp van discussie is. De ervaring leert namelijk dat hersenen plastisch zijn. Na bijvoorbeeld een beroerte kunnen andere delen van het brein de functies van het aangetaste deel overnemen, waardoor (enig) herstel optreedt. Het bestaan van vaste locaties moet dus op grond van de plasticiteit van de hersenen worden gerelativeerd.

Over het ontstaan en de basis van het denkvermogen bestaan verschillende theorieën. Zo heeft men lang vermoed dat de omvang van het brein het denkvermogen bepaalt. In vergelijking met het brein van de olifant is dat van de mens echter veel kleiner. Zou het dan iets te maken kunnen hebben met de verhouding van het brein tot het gehele lichaam? Een niet om zijn intelligentie bekend staande spitsmuis, heeft echter een brein dat een groot gedeelte van het lichaam inneemt. Dus dat kan het allemaal niet zijn.

Wat wel van groot belang lijkt is dat bij de menselijke soort de hersenschors (cortex) in vergelijking met diersoorten groot van omvang is. Het goed functioneren van in het bijzonder de prefrontale cortex is van essentieel belang voor de ontwikkeling van een mens als rationeel wezen en uniek individu. Die betekenis kwam men op het spoor door enkele bijzondere, maar ook tragische gebeurtenissen. De eerste daarvan was het doorboorde brein van Phineas Gage in 1848.

Gage was een spoorwegarbeider in de VS. In die tijd gebruikte men springstof om de weg vrij te maken voor de aanleg van een spoorweg. Tijdens deze werkzaamheden ontplofte de springstof in zijn hand, waarbij een ijzeren staaf zijn kaak doorboorde en aan de andere kant van het brein er weer uit kwam. De staaf was ëën meter lang, had een doorsnede van drie centimeter en liep naar boven spits toe. Gage leek snel te herstellen van deze ernstige verwonding. Na verloop van tijd begon hij zich echter merkwaardig te gedragen. Hij veranderde van karakter. Van een vriendelijke, betrouwbare man werd hij een onbetrouwbaar sujet, zijn normbesef raakte hij kwijt. Voor het eerst begon hiermee in de hersenwetenschap een notie te ontstaan dat de hersenschors, die bij Gage gesplitst raakte van de rest van zijn brein, belangrijk is voor de vorming van het karakter. Waarmee niet is gezegd dat iemands karakter helemaal in het brein zit. Daar lopen tot op de dag van vandaag de meningen hevig over uiteen. Wat bij Phineas Gage onbedoeld gebeurde, kan je ook bedoeld laten gebeuren. Egas Moniz (1874-1955), grondlegger van de psychochirurgie, heeft bij een depressieve vrouw een operatie, leukotomie genaamd, uitgevoerd. De zenuwverbindingen tussen de hersenschors en het limbische systeem werden hierbij doorbroken met als doel om de patiënt van haar klachten af te helpen. Op het eerste gezicht leek deze operatie succesvol te zijn. Iemand anders die een dergelijke behandeling kreeg, was Rose Kennedy (1918-2005), derde kind van Rose en Joseph Kennedy. Zij voldeed niet aan de maatstaven van haar ouders. Zij gedroeg zich anders. Of ze nu geestelijk gehandicapt, of ‘slechts’ dyslectisch, is onbekend. Alle kinderen uit de Kennedy-clan moesten uitblinken en Rose deed dat niet. Zij werd ondergebracht in een klooster, waar ze het naar haar zin had. Vader Joseph was zeer bezorgd dat Rose de familie, door zwangerschap, in diskrediet zou brengen. Hij kwam in aanraking met Walter Freeman die de behandeling van Moniz heeft geradicaliseerd. Walter Freeman ging met een soort ‘ijspriem’ via de oogkas zonder verdoving de hersenen binnen om vervolgens als een ruitenwisser heen en weer te gaan. Daarmee zou haar vreemde gedrag verdwijnen. Ze verzonk echter in apathie, afgewisseld met woedeaanvallen. De rest van haar leven verbleef zij in een psychiatrische instelling. Haar lot is stil gehouden. In 2005 is Rose overleden, het eerste lid van de familie Kennedy dat een natuurlijke dood stierf. Deze operatie werd lobotomie genoemd, een ingreep die enorm populair raakte. Freeman had tot eind jaren zestig bijna 4000 ingrepen uitgevoerd. Deze ingrepen raakten uit de gratie toen de psychofarmaca zich ontwikkelde. Maar vooral ook verzette men zich in de jaren zestig tegen zulke hersenoperaties in de jaren zestig omdat die de unieke identiteit van individuen vernietigden. One flew over the cuckoo’s nest, belichaamde dit verzet. Een mens mocht geen zombie worden.

De beroemdste patiënt allertijden in de neurologie is Henry Molaison (1926-2008). Bekend in de vakliteratuur als patiënt HM. Hij groeide op als een normale jongen die in zijn tienertijd steeds meer last kreeg van epilepsie, wat werken onmogelijk maakte. HM kwam in aanraking met de arts William Scoville (1906-1984). Scoville had in 1953 zo zijn eigen opvattingen over psychochirurgie. Hij ging met een pincetje het brein in en haalde een gedeelte van het brein weg. Bij HM zijn zowel de amygdala als de hippocampus verwijderd.

Door deze operatie weten we nu wat de functie van de hippocampus is. Die is essentieel voor het geheugen, maar niet allesbepalend. Het lange termijngeheugen bleef redelijk intact. Na de operatie echter kon HM echter geen nieuwe informatie opslaan. De hippocampus is onontbeerlijk voor het opslaan van nieuwe informatie. Toch kon HM nog steeds iets leren. Hij kon een bijzondere manier van tekenen aanleren. Dit procedurele geheugen was intact gebleven. Ook moest HM bij wijze van experiment eens een plaatje van een olifant met ontbrekende elementen invullen. Bij het experiment een week later wist hij niet dat hij het al eens gedaan had. Toch kon hij het plaatje sneller invullen.

Alle tegenwoordig gangbare onderscheidingen, tussen korte termijn- en lange termijngeheugen, impliciet en expliciet geheugen, procedureel geheugen en autobiografisch geheugen, hebben we te danken aan het brein van HM. Wiliam Scoville is er beroemd mee geworden.

De neurowetenschap ontwikkelt zich vaak door casussen waarbij het mis gaat in het brein. Het afwijkende laat zien hoe het normale brein functioneert. Mensen als Moniz, Freeman en Scoville hebben bedoeld of onbedoeld het inzicht in de neurologische basis van de geest flink vooruit geholpen. Maar of ze daarmee lof verdienen? Hun handelen kan tegenwoordig als ethisch laakbaar, om niet te zeggen als barbaars of misdadig, worden betiteld. Hun methoden zijn tegenwoordig echter niet meer nodig om de wetenschap vooruit te helpen. Hedendaagse beeldvormende technieken laten afdoende zien wat er gebeurt in het brein. En ze richten geen rampen aan in een mensenleven.

Naar aanleiding van HOVO cursus ‘Het Brein de Baas’, college 1
Docent: Koos Neuvel, wetenschapsjournalist en schrijver