Hoe betrap je een brein?

Elmar Veerman

Het brein is een netwerk van miljarden cellen die elektrische signalen uitwisselen. Hoe kun je zien wat daarin gebeurt? Een korte geschiedenis van de technieken, die steeds verfijnder zijn geworden, en inmiddels bijna magisch lijken. Gedachten sturen kan zelfs al.

Deze weg moet de ijzeren staaf door de schedel van Gage hebben afgelegd, stelden onderzoekers in 2012 vast.

Het begon heel grof. Als er iets in de hersenen stuk gaat, kun je proberen af te leiden wat het kapotte onderdeel deed. Relatief makkelijk in dieren, die speciaal voor dat doel beschadigd werden. Maar dat zei weinig over hogere functies als spreken en redeneren. Bij mensen waren onderzoekers afhankelijk van de klappen die het leven zelf uitdeelde. Zo was er het geval van de spoorwegarbeider Phineas Gage,  die een deel van zijn hersenen kwijtraakte toen een explosie een ijzeren staaf door zijn hoofd blies. Hij overleefde het, maar sinds die dag in 1848 was zijn persoonlijkheid drastisch veranderd. Arts en onderzoeker John Harlow beschreef wat hij daaruit kon concluderen over de hersenfuncties.

Zo’n vijftien jaar later maakte Paul Pierre Broca naam door nauwkeurig te kijken wat er anders was aan de hersenen van overleden patiënten die bij leven spraakproblemen hadden gehad. Op een soortgelijke manier kregen allerlei hersengebieden specifieke functies toegedicht, maar het duurde nog lang tot onderzoekers live konden kijken naar hersenactiviteit van mensen zonder die in gevaar te brengen.

driedimensionaal beeld

Presentator Rob van Hattum ondergaat magneto-encephalografie

Presentator Rob van Hattum ondergaat magneto-encephalografie

Aan röntgenstraling hadden ze weinig, want daarmee is zacht hersenweefsel nauwelijks in beeld te brengen. Toch kon er in de tweede helft van de twintigste eeuw wel iets mee: bloedvaten in het brein bekijken, door die eerst te voorzien van contrastvloeistof. In de jaren 70 en 80 volgden meer technieken om hersenen te bekijken zonder de schedel te openen: computertomografie (CT), waarbij veel röntgenfoto’s van alle kanten samen een driedimensionaal beeld vormen, en magnetische resonantie imaging (MRI), dat gebruikmaakt van de magnetische eigenschappen van protonen.

Inmiddels is er een heel scala van technieken om ook de activiteit van hersenen nauwkeurig te volgen, zoals functionele MRI en PET scans. Floris de Lange gebruikt in de eerste aflevering van Grote vragen weer een andere techniek: magneto-encephalografie. Daarbij worden de zwakke magnetische velden gemeten die de hersenactiviteit van nature genereert. Kun je met deze meetinstrumenten ook gedachten lezen? Ja, wel een beetje, zegt Floris in dit interview. En je kunt bijvoorbeeld zien wat er misgaat bij iemand die wanen heeft.

bestuurbare stier

Gedachten sturen door de elektrische activiteit van de hersenen te veranderen, kan dat ook? Ja, in laboratoria inmiddels wel, door met magnetische inductie stroom in de hersenen op te wekken. Met hersenimplantaten kan het ook. Op afstand een stier besturen lukte José Delgado zo’n zestig jaar geleden al, zie je in de aflevering, maar menselijke gedachten op die manier besturen? Floris de Lange ziet het er niet van komen, dat is geruststellend. Aan de andere kant: waarschijnlijk is directe manipulatie van de hersenen helemaal niet nodig om absolute controle over de gedachten van een bevolking te krijgen. De Chinese overheid is daar al heel ver in, kun je lezen in deze longread. Waarschuwing: het is geen vrolijk verhaal.