Een keerpunt in de geschiedenis van de menselijke soort, noemde de vooraanstaande hersenwetenschapper Vilayanur Ramachandran het, toen hij in 2003 de neurorevolutie uitriep. Een ommekeer groter dan de werken van Copernicus, Darwin of Freud. Want de kennis die we opdoen dankzij hersenscans gaat over onszelf, over de kern van ons bestaan. De Gouden Eeuw van het brein is aangebroken. We zullen onszelf beter kennen dan ooit tevoren.

Dat vooruitzicht bleek onweerstaanbaar. Wetenschappers, journalisten en zelfhulpboekschrijvers buitelden over elkaar heen om Ramachandrans revolutie te omarmen en bejubelen. Bijna dagelijks is er nieuws van wetenschappers die in ons brein een verklaring hebben gevonden voor een klein stukje van ons zijn. Laatst nog vonden onderzoekers van de University College of London met behulp van een hersenscanner de reden dat vrouwen bij een horrorfilm eerder dan mannen beginnen te gillen en griezelen zodra het een beetje eng wordt. Het emotionele waarschuwingssysteem van de dames werd namelijk eerder actief dan dat van de horrorkijkende heren, bleek uit hun experiment (Journal of Neuroscience, 24 augustus 2011). Er zijn honderden boeken als Wij zijn ons brein en Het maakbare brein: gebruik je hersens en word wie je wilt zijn die pretenderen dat we al die nieuwe neurokennis kunnen inzetten om onszelf nu voor het eerst echt goed te begrijpen, en zelfs om onszelf te verbeteren.

Volgens steeds meer wetenschappers is dit optimisme voorbarig. Ze zijn sceptisch over de neurorevolutie. In plaats van een Gouden Eeuw zien zij een wetenschapstak die nog behoorlijk last heeft van kinderziektes. Hoogleraar psychologie Harald Merckelbach van de Universiteit van Maastricht is een van hen. Hoewel hij benadrukt dat de neurowetenschap onze kennis over relatief eenvoudige functies als taal en beweging zeer heeft verdiept, ziet hij ook een hoop arrogantie. ‘Een aantal neurowetenschappers, zoals Dick Swaab, vliegen uit de bocht. Ze menen vanuit de hersenwetenschappen op radicale toon van alles te kunnen zeggen over hele fundamentele kwesties, zoals vrije wil en strafrecht.’ Volgens Merckelbach moeten we niet verwachten dat we met behulp van hersenscans de hele mens kunnen verklaren. ‘Neurowetenschap staat niet alleen, ook de omgeving is heel bepalend voor gedrag. Neurowetenschappers zitten erg op het spoor van: alles komt voort uit hersenprocessen. Maar tegelijkertijd laten sociaal psychologen zien dat omgeving erg belangrijk is. We moeten niet denken dat we, alleen door met een scanner in het brein te kijken, kunnen zeggen hoe het zit.’

Als voorbeeld noemt Merckelbach schizofrenie. Honderden hersenscanstudies vonden allerlei afwijkingen: soms voor in de hersenen, soms achter, dan weer opzij, dan weer in het midden. Dezelfde afwijkingen werden bovendien gevonden bij alcoholisten, dwangneurotische patienten, gezonde ouderen en moeilijke adolescenten. ‘Misschien moeten we niet van de neurowetenschappers verlangen dat ze schizofrenie kunnen toekennen aan een plek in het brein’, aldus Merckelbach. Na deze ontnuchterende vaststelling verwijst hij naar een veelzeggende publicatie van een Londense onderzoeksgroep die zeer actief is op dit terrein (Psychotherapy and Psychosomatics, augustus 2009). Zij keken niet alleen naar onderzoeken inzake schizofrenie, maar ook naar andere psychiatrische problemen en concluderen dat ‘geen enkele anatomische of functionele verandering op een consistente en betrouwbare manier [blijkt] samen te hangen met welke mentale stoornis dan ook; er is momenteel geen enkele toepassing voor hersenscans op het terrein van de psychiatrie.’

Ook buiten de psychiatrie geeft het hersenscanonderzoek niet het inkijkje in onszelf waar we aan het begin van de 21ste eeuw op hadden gehoopt. Neuropsycholoog Cordelia Fine van University of Melbourne schreef een veelgelezen paper over hoe op haar vakgebied – sekseverschillen in het brein – hersenscanstudies de wetenschappelijke vooruitgang eerder in de weg zitten dan helpen (Current Directions in Psychological Science, oktober 2010). Desgevraagd vertelt ze: ‘Wat we zien is dat er veel exploratief onderzoek wordt gedaan – laten we mannen en vrouwen een taak geven en kijken of hun brein anders activeert – gevolgd door speculatie achteraf over wat er aan de hand zou kunnen zijn geweest. Soms worden stereotypen gebruikt om de gaten in de wetenschappelijke kennis op te vullen.’

Zo’n exploratieve aanpak levert vaak nietszeggende resultaten op. Fine: ‘Het hoofdprobleem is dat er geen een-op-een overeenkomst is tussen hersengebiedjes en mentale toestanden of gedrag. In plaats daarvan ontstaan die mentale processen uit de complexe en dynamische interactie tussen meerdere hersengebiedjes, en elk willekeurig groepje neuronen is waarschijnlijk betrokken bij meerdere mentale processen. Dat maakt uitspraken als ‘hersengebiedje X was actief dus mentaal proces Y was gaande’ over het algemeen ongeldig.’

Dat in de scanner bij de ene groep (zeg: horrorkijkende vrouwen) een ander deel van het brein ‘oplicht’ dan bij de andere groep, wil dus helemaal niet per se zeggen dat beide groepen zich ook daadwerkelijk anders voelen of gedragen. Het kan zelfs zijn dat het verschil helemaal berust op toeval: er zijn zoveel verschillende hersengebiedjes dat er bij toeval altijd wel eentje meer actief is bij de ene taak dan bij de andere. Twee jaar geleden liet wetenschapper Craig Bennett van de University of California, Santa Barbara zien hoe dit werkt. Voor zijn experiment legde hij een zalm in een hersenscanner. De zalm kreeg vervolgens foto’s te zien van mensen in allerlei sociale situaties. Aan hem te taak om aan te geven welke emotie de mensen voelden. Dit is voor de gemiddelde zalm op zijn minst een flinke uitdaging. Toch slaagde hij met vlag en wimpel: zijn vissenhersenscan liet keurig een patroon van rode en blauwe vlekken zien, die aantoonden dat het dier toch echt anders reageerde op hevig geemotioneerde mensen dan op neutraal kijkende gezichten. Een indrukwekkend maar ook wat ongeloofwaardig resultaat, dat nog net wat ‘bijzonderder’ werd door het feit dat de zalm ten tijde van het onderzoek al geruime tijd was overleden. Bennett had de vis die ochtend op de markt gekocht.

Naast het resultaat-door-toeval probleem komt het ook vaak voor dat er conclusies worden getrokken op basis van de foute statistische bewerking. Dat gebeurt juist vaak bij vergelijkingsonderzoeken tussen groepen of taken, schreef cognitief psycholoog Sander Nieuwenhuizen van de Universiteit Leiden onlangs in Nature Neuroscience (september 2011). Stel, bij een groep mensen met een depressie is het hersengebiedje de amygdala actiever bij een stressvolle taak dan in rust. Het verschil blijkt significant, dus de kans het op toeval berust is klein. Bij een groep mensen zonder depressie laat de amygdala echter geen significant verschil zien, stress of geen stress. Veel onderzoekers concluderen dan dat de amygdala dus actiever is bij depressieve mensen met stress. Maar, zegt Nieuwenhuizen, de neuro-onderzoekers hebben de twee groepen niet rechtstreeks statistisch met elkaar vergeleken. En dat wel had gemoeten, want het verschil tussen een significant en niet significant resultaat hoeft op zichzelf niet significant te zijn. Nieuwenhuizen ontdekte dat dit zelfs in neurowetenschappelijke toppublicaties in meer dan de helft van de gevallen misgaat.

En dat is niet het enige dat mis kan gaan. Wetenschappers verliezen soms uit het oog dat hersenscans niet precies weergeven wat er in een brein gebeurt; het is een weergave die tot stand komt nadat een computer allerlei berekeningen heeft uitgevoerd op basis van de gegevens die de scanner aanlevert. In 2009 wees MIT-psycholoog Edward Vul er in een bijzonder invloedrijke publicatie op dat het in het hersenonderzoek naar onder andere persoonlijkheid erg gebruikelijk is om de computer alleen die hersengebiedjes te laten rapporteren die qua activiteit boven een bepaalde grenswaarde correleerden met persoonlijkheid (Perspectives on Psychological Science, mei 2009). De overige hersengebiedjes werden in de verdere analyses genegeerd, waardoor de uiteindelijke resultaten kunstmatig hoge ‘voodoo correlaties’ lieten zien. Deze aanpak leidde tot een hoop overdreven optimistische conclusies over de link tussen persoonlijkheidsverschillen en activiteit in het brein. Vul denkt dat ook dit probleem ook buiten het persoonlijkheidsonderzoek in meer dan de helft van de hersenscanstudies voorkomt; een conclusie die later door andere wetenschappers bevestigd werd.

Het is om deze redenen dat vooraanstaande hersenwetenschappers als neurobiologieprofessor Russel Poldrack van de University of Texas de huidige gebiedje-gevoel-gedragmanier van hersenscanonderzoek beschrijven als de nieuwe frenologie (Perspectives on Psychological Science, november 2010). In een e-mail licht hij toe wat hij daar precies mee bedoelt. ‘Breinonderzoek in zijn [huidige] simpelste vorm is een doodlopende weg’, meent Poldrack. ‘Het vertelt ons niet wat de basisfunctie van een hersengebied is; het is meer alsof we ‘ik zie, ik zie, wat jij niet ziet’ spelen met de natuur.’ Hoogleraar Joe Henrich van University of British Columbia is het met hem eens. ‘Het idee dat neuro-imaging ons op de een of andere manier in staat stelt om naar de architectuur van de menselijke natuur te gluren snijdt geen hout.’ Zijn onderzoek geeft bovendien nog een nieuwe reden waarom dat zo is. Veruit de meeste neurostudies zijn gedaan op westerse, blanke, hoogopgeleide mensen – vaak psychologiestudenten, omdat die redelijk eenvoudig binnen de eigen faculteit geronseld kunnen worden als proefpersoon. Maar de wereld bestaat natuurlijk niet uit psychologiestudenten. En dat is een probleem, want uit het onderzoek van Henrich blijkt dat als het gaat om hoe ons brein functioneert, die psychologiestudenten globaal gezien de vreemde eend in de bijt zijn (Behavioral and Brain Sciences, 15 juni 2010). ‘De hersenen van mensen uit andere plaatsen laten in hetzelfde experiment verschillende reacties zien’, vertelt Henrich desgevraagd. Momenteel werken verschillende groepen neurowetenschappers aan het in kaart brengen van zulke verschillen. Henrich: ‘We verwachten dat de culturele verschillen in het brein substantieel zullen zijn.’

Toch hebben studies die de menselijke natuur ontrafelen door in het brein te kijken vaak een universele uitstraling. In de woorden van Ramachandran: ze zeggen iets over de hele menselijke soort. Dat is bovendien een deel van de aantrekkingskracht die dit type onderzoek heeft op wetenschappers, journalisten en schrijver, zegt cognitief wetenschapper Deena Skolnick Weisberg van Rutgers University. Ze schreef er een paper over die ondanks het wat obscure tijdschrift waarin het verscheen toch veel weerklank vond onder haar collega-wetenschappers (The scientific review of mental health practices, 2008). In een e-mail vertelt ze erover: ‘Mensen zijn meer geneigd om een studie te geloven als de uitkomst een neurowetenschappelijk element in zich heeft. Neurowetenschap werkt met dure apparaten en laboratoriumsnufjes en geeft als resultaat van die mooie gekleurde plaatjes, die er allemaal heel stereotype wetenschappelijk uitzien en daardoor erg overtuigend zijn.’ Een voorbeeld illustreert Weisbergs punt. De redenering dat Zweden toleranter zijn tegen vreemden dan Nederlanders, waardoor ze toleranter zijn, maskeert iedereen eenvoudig als flauwekul. Maar voeg er wat neuropraat aan toe en de cirkelredenering klinkt ineens veel beter: de amygdala, een hersengebiedje betrokken bij gebrek aan tolerantie tegen vreemden, is bij Nederlanders actiever dan bij Zweden; vandaar dat Zweden toleranter zijn dan Nederlanders.

Wetenschappers zijn bepaald niet immuun voor de verlokkingen van de hersenscanner en de overtuigingskracht van de neuroredenering. Afgelopen juni concludeerde psychiatrieprofessor Andreas Meyer-Lindenberg van de Universiteit van Heidelberg dat stadsmensen een gestresster brein hebben (Nature, 23 juni 2011). Bij een zeer moeilijke rekentaak reageerde hun amygdala namelijk heftiger dan die van plattelandsbewoners. Die conclusie werd breed uitgemeten in de media, en ook in de paper zelf speculeerden Meyer-Lindenberg en co uitgebreid over de gevolgen die de grotere hoeveelheid sociale stress kon hebben op de arme stedeling, tot een grotere kans op schizofrenie aan toe. Maar wie de Nature-paper goed leest, ziet dat ze niet alleen hebben gezocht naar sporen van social stress in het brein, maar ook aan de plattelandsbewoners en stadsmensen hebben gevraagd hoe gestresst ze zich voelen. Bovendien hebben ze de hoeveelheid van het stresshormoon cortisol vastgesteld. Navraag leert dat geen van beide maten verschil liet zien tussen de plattelanders en de stedelingen, en dat ze ook niet correleerden met de mate van stress in het brein.

Dat roept de vraag op wat voor betekenis bewijs voor een gestresst stadsbrein eigenlijk heeft als de eigenaar van de hersenen in kwestie zich verder lekker relaxt voelt – zeker als je in gedachten houdt dat er soms bij toeval een verschil wordt gevonden, dat er vaak statistische fouten worden gemaakt en dat de link tussen een actief hersengebiedje en een mentale toestand allerminst eenduidig is. Hoogleraar neuropsychologie Dorothy Bishop van Oxford University pleit er gezien al deze issues dan ook voor om vooralsnog meer belang toe te kennen aan de gedragswetenschappelijke maat – hoe voel je je? wat doe je daar eigenlijk? – dan aan de uitkomsten van een hersenscan. Had Meyer-Lindenberg dat gedaan, dan was zijn conclusie precies het tegenovergestelde geweest.

Tijd om de balans op te maken. Betekenen al deze problemen nu het einde van Ramachandrans revolutie? Kunnen de hersenscanners bij het grofvuil? Hoogleraar en neuro-optimist Victor Lamme van de Universiteit van Amsterdam vindt dat beslist niet. ‘Voodoocorrelaties, blobologie, significantieproblemen… je komt veel artikelen tegen waarin zulke problemen een rol spelen. Het is een hele nieuwe techniek, mensen zoeken nog hoe je dingen het beste kunt analyseren. Maar het gekissebis hierover is niet meer van nu. Je moet een nieuwe wetenschappelijk ontwikkeling niet afrekenen op zijn kinderziektes. Ik ben ervan overtuigd dat hersenscans ons denken over mensen zullen gaan veranderen.’

Merckelbach is genuanceerder. ‘De methodologische fouten zullen op een gegeven moment inderdaad wel verdwijnen. De verraderlijkheid van de neurowetenschappen zit hem momenteel vooral in het door elkaar halen van oorzaak en gevolg. As het brein van een leugenaar anders actief is dan van een eerlijk mens, is dat dan de oorzaak van de leugens of het gevolg van jarenlang liegen?’ Toch verwacht hij de komende jaren nog de nodige neurosuccessen, vooral van de aanpak waar ook Poldrack en Fine voor pleiten: onderzoek dat zich niet zozeer richt op individuele hersengebiedjes, maar op interacterende netwerken. ‘Dat is ook de trend in het onderzoek. Er is steeds meer aandacht voor verbindingen, er wordt speciale software voor ontwikkeld. Daar leren we een hoop van.’ Tot die tijd is enige terughoudendheid wel op zijn plaats. ‘De manier waarop neurowetenschappelijke bevindingen in het nieuws komen is overenthousiast en schreeuwerig. Persvoorlichters, grote vakbladen als Nature of Science en journalisten werken samen aan een hype en wekken zo veel te hoge verwachtingen.’ Van een neurorevolutie, een Gouden Eeuw van het breinonderzoek, is volgens Merckelbach dan ook geen sprake. ‘Als je neurowetenschappers vraagt: vertel me eens iets dat we echt uniek aan de neuro-imaging te danken hebben, dan vinden ze dat heel moeilijk. Hersenscanonderzoek zorgt voor de nodige verdieping. Maar een revolutie? Nee.’

Dit artikel verscheen eerder in NWT Magazine.