Tegen arrogante wetenschap
Hendrik Spiering 12 juni 1999 NRC
STEVEN ROSE PLEIT VOOR EEN HOLISTISCHE BENADERING VAN HET LEVEN
Een beschrijving van moleculaire processen in de hersenen wil nog niet zeggen
dat je gedrag hebt verklaard. Neurobioloog Steven Rose is fel gekant tegen
reductionisme.
WAAROM MAAK JE je toch zo druk om het reductionisme, vragen collega-biologen
vaak aan Steven Rose. Rose is een fel bestrijder van de gedachte dat het leven
verklaard is als alle biochemische reacties zijn beschreven die bij bepaald
gedrag aflopen. Hij richt zijn pijlen ook op het zogenaamde ultra-darwinisme,
die het leven opvat een middel om `zelfzuchtige genen' te vermenigvuldigen.
Rose's vakgenoten werpen tegen dat dit soort ideeën, bijvoorbeeld van de
theoretisch bioloog Richard Dawkins en de zijnen, op het meeste biologische
onderzoek weinig invloed hebben.
Toch is verzet nodig, schrijft Rose in het voorwoord van zijn recente boek
Lifelines. Biology, Freedom, Determinism, want de invloed van Dawkins ideeën op
het culturele leven en het openbare debat is des te groter. In bijna iedere
boekwinkel liggen stapels boeken over de dominerende invloed van genen en
evolutie op de menselijke cultuur. Regelmatig wordt in de pers gemeld dat er een
gen voor homofilie is gevonden, of voor agressie, criminaliteit, midlife-crisis,
gestrande huwelijken, of zelfs voor thuisloosheid.
Begin deze week was Rose een paar dagen in Nederland, ter gelegenheid van het
negentig jarig bestaan van het Nederlands Instituut voor Hersenonderzoek (NIH).
Samen met - zoals de herseninstituutdirecteur D. Swaab het uitdrukte - vier
andere leidende figuren in de hedendaagse hersenwetenschappen (zie kader) kreeg
Rose de C.U. Ariëns Kappers-medaille uitgereikt, genoemd naar de eerste
directeur van het NIH (1909-1946).
Rose: ``Het gaat erom hoe wij als burgers van de late twintigste eeuw aankijken
tegen de natuur.'' En dat beïnvloedt de wijze waarop de wetenschap wordt
bedreven. Een belangrijke factor in de huidige dominantie van de moleculaire
biologie is bijvoorbeeld de inzet van de Amerikaanse Rockefeller Foundation die
vanaf de jaren dertig enorme hoeveelheden geld in dit soort onderzoek stak, in
de toendertijd weinig verborgen overtuiging dat dit zou leiden tot `verbetering
van het ras'. En ook in de wetenschap zelf dreigt gemakkelijk het gevaar dat de
eenvoud van de laboratoriumopstellingen of de vereenvoudigde modellen voor de
werkelijkheid zelf worden gehouden. Metaforen als `het brein is een computer'
worden gemakkelijk te serieus genomen.
Vooral in de relatie tussen complex menselijk gedrag en veronderstelde
biochemische oorzaken dreigt dat gevaar. Een van de voorbeelden die Rose vaak
noemt betreft een Nederlandse onderzoek. In 1993 werd gevonden dat acht mannen
van drie generaties uit een bepaalde familie allerlei vormen van abnormaal
gedrag vertoonden èn een genmutatie hadden waardoor ze een bepaald enzym niet
meer konden aanmaken dat in verband staat met de neurotransmitter serotonine
(Science, 22 oktober 1993). De ene man was extreem impulsief, de ander deed een
poging tot verkrachting, een volgende was brandstichter, een vechtjas of een
exhibitionist. In de publiciteit werd deze mutatie vrijwel onmiddellijk bekend
als: `het agressie-gen'. Maar de onderzoeker zelf, Han Brunner uit Nijmegen,
sprak tegen dat er een causaal verband zou zijn tussen het gen en de vormen van
abnormaal gedrag. Een paar jaar later publiceerde een Franse groep een onderzoek
naar knock out-muizen die dezelfde genmutatie hadden (Science, 23 juni 1995). De
muizen bleken onder meer jong te sterven, sterk te beven, angstig te zijn, sterk
heen en weer te rennen en ze hadden de neiging de experimentator in de vingers
te bijten. ``Van al deze kenmerken van een verstoorde ontwikkeling kozen de
auteurs juist en uitsluitend de agressie uit om in de titel van het artikel te
zetten. Later gaf een van de auteurs toe dat ze dat alleen maar gedaan hadden om
meer aandacht te krijgen'', aldus Rose. Ook in de conclusies wordt onbekommerd
geschreven dat deze knock out-muizen ondersteunen dat het agressieve gedrag van
de mannen uit Brunners onderzoek wordt veroorzaakt door een tekort aan het enzym
monoamine oxidase. Rose: ``Zoveel simplisme mag je niet verwachten van iemand
die werkt met dieren. Die moet beter weten.''
Rose heeft een sterke uitgangspositie om ten strijde te trekken tegen
reductionisme en tegen de vulgarisering van de resultaten van hersen- en
genetisch onderzoek. Want Rose dankt zijn wetenschappelijke faam aan een ``inderdaad
zéér reductionistisch'' onderzoek naar het geheugen van pas geboren kuikens die
automatisch pikken naar een kraaltje. Als je dat kraaltje bitter laat smaken,
zullen die kuikens het een tijdje vermijden. Vervolgens kun je daaraan meten hoe
lang ze die bittere smaak onthouden en welke biochemische veranderingen daarbij
in hun hersentjes een rol spelen. Zo ontdekte Rose cell adhesion molecules die
half uitsteken uit de membraan van zenuwuiteinden (synapsen) en een cruciale rol
spelen in de omzetting van het korte-termijn- naar het langetermijn-geheugen.
Het onderzoek biedt onder meer hoop op medicijnen tegen de effecten van
Alzheimer.
De gedachte dat geheugen dus uit biochemische reacties bestaat bestrijdt Rose
ten stelligste. Geheugen is een systeemeigenschap die niet is te reduceren tot
individuele moleculaire reacties, legt hij uit op zijn Amsterdamse hotelkamer.
``Je moet daarbij goed voor ogen houden dat die molecaire cascade die betrokken
is bij het geheugen van een kuiken een beschrijving is. Het is geen verklaring
van het feit dat het kuiken beslist dat het pikken van deze kraal een slechte
ervaring was en hem daarom in de toekomst vermijdt. Dat onthouden is een proces
dat zich afspeelt op het niveau van het kuiken zelf, niet in die moleculaire
cascade. Het heeft in mijn ogen niet veel zin een verschijnsel te verklaren als
je daarmee de rijkdom van dat verschijnsel vernietigt. Veel van wat de
hersenwetenschappen doen is beschrijven, terwijl ze pretenderen dat het om
verklaren gaat.''
Verwijt u daarom de huidige hersenwetenschappen arrogantie?
Rose: ``Ja. Onder veel hersenwetenschappers heerst het geloof dat we op het punt
staan alle grote mysteries van het brein op te lossen, van geheugen en
bewustzijn tot de evolutie. Verder heerst er het idee dat als we weten hoe het
brein werkt we ook alles van de menselijke cultuur zouden weten. Dat is allebei
niet waar en allebei arrogant.
``Ik denk dat we ons wat nederiger moeten opstellen. De neurowetenschappen
hebben zich de laatste tijd bijvoorbeeld het onderzoek van het bewustzijn
toegeëigend. En subtiele, niet reductionistische onderzoekers als Edelman of
Damasio doen interessante dingen. Maar vaak gaat het op de manier van Francis
Crick in zijn boek The most astonishing hypothesis. Zijn redenering gaat als
volgt. Bewustzijn is te moeilijk, laten we doen alsof het hetzelfde is als
oplettendheid, awareness. Maar ja, wat dat is weten we eigenlijk ook niet zo
goed, gelukkig weten we wel veel van visuele perceptie. En daar gaat Cricks
analyse dan over. Nogal deprimerend, vind ik. In de afgelopen tien, twintig jaar
zijn er enorm veel gegevens verzameld dankzij de genetische technologie en de
hersenscans. Dat is vooruitgang, maar niettemin: we hebben nog altijd geen goede
algemene theorie van hoe het brein werkt. Zo'n theorie is wel mogelijk, maar dan
moeten we met àlle niveaus rekening houden, van het genetische tot het sociale
en historische. En niet de een weg redeneren ten gunste van een ander.''
Hoe hangen volgens u onze geest en ons brein samen?
``Ik denk dat we het moeten zoeken in `vertalingen'. De taal van de geest en de
taal van het brein bestrijken dezelfde dingen en ze corresponderen met elkaar.
Dat betekent niet dat de een de oorzaak is van de ander. Stel iemand is boos, of
verliefd. In het brein en het immuun- en hormoonsysteem kun je dan allerlei
processen aanwijzen die daar mee te maken hebben. Je kunt zelfs zeggen: die
processen betekenen hetzelfde als wanneer je zegt: ik ben boos. We moeten zoeken
naar dat soort vertaalregels, maar je kunt niet de ene reduceren tot de ander.
Voor het menselijk verkeer zal het wel altijd gemakkelijker zijn om gewoon te
zeggen: ik ben boos of verliefd. En die manier van praten zal het verschijnsel,
en het verband met de rest van de wereld, waarschijnlijk veel beter verklaren
dan uitgebreide discussies over zenuwcellen die signalen afvuren op de
hypothalamus, of over adrenalineniveaus in het bloed.''
Is dat verschijnsel op moleculair niveau dan niet gemakkelijker hanteerbaar en
beter voorspelbaar?
``Nee, waarom zou dat zo zijn? Als jij kwaad bent en ik ken jou en je verleden,
dan zal ik de afloop waarschijnlijk veel beter kunnen voorspellen dan wanneer ik
de neurale patronen in je hersenen van dat moment zou kennen. Onze vertalingen
zijn nogal grof. Om verbanden met moleculaire processen te krijgen moet
vreselijk worden gegeneraliseerd. Neem dat onderzoek naar het zogenaamde
agressiegen door Brunner. Al die verschillende abnormale gedragingen door
verschillende mensen onder verschillende historische en sociale omstandigheden
worden in de populaire beschrijvingen van dat onderzoek meestal simpel
samengevat door het begrip `agressie'. Maar wat betekent dat? Is dat dan ook
hetzelfde als wat nu in Kosovo gebeurt, of hetzelfde als het karakter van een
agressieve zakenman? Zou dat ook allemaal komen door een tekort aan monoamine
oxidase A? Ik geloof er niks van. Brunner zelf trouwens ook niet.''
Zo stom is het toch niet om bij complexe processen naar constante factoren te
zoeken?
``Nee, maar het is een vergissing om vervolgens alles te reduceren tot simpele
categorieën. Je kunt de complexe menselijke gedragingen nu eenmaal niet
verklaren door een verwijzing naar een molecuul of een gen. Ik bestudeer zelf
heel eenvoudige dingen: het leervermogen en het geheugen van pasgeboren kuikens
die tegen een kraaltje pikken. En wat komt daar al niet bij te pas: visueel
onderscheidingsvermogen, beweging, prikkeling, aandacht, enzovoorts. Moet ik het
dan geloven als er nu iemand op komt draven en zegt over allerlei nog veel
complexere vormen van menselijk gedrag: `Hé! agressie, seksuele oriëntatie, dat
zit allemaal in dit ene gen.' Kom nou, de wereld is veel ingewikkelder dan dat.
``Natuurlijk, ik kan je alles vertellen over de moleculaire processen in het
geheugen van kippen, of bij mensen. Maar uit die processen kan ik niet afleiden
wàt het kuiken of de mens zich herinnert op dat moment. Ik denk dat het
principieel onmogelijk is. Het is geen kennis-probleem of een kwestie van
techniek. Als dezelfde groep cellen in jouw brein actief is, heeft dat een heel
andere betekenis dan wanneer diezelfde cellen hetzelfde zouden doen in mijn
brein. Die betekenis wordt veroorzaakt door je eigen unieke geschiedenis en
persoonlijke ontwikkeling.
Maar er zijn toch wel aangeboren eigenschappen die te herleiden zijn tot genen?
``De tegenstelling tussen nature en nurture, tussen genen en omgeving, is
verkeerd. Want daartussen zit het organisme, dat geen passieve speelbal is van
die twee krachten. Het organisme creëert zichzelf en houdt zichzelf in stand,
ook op moleculair niveau. Het is een proces, geen ding. Iedere biochemicus weet
dat de gemiddelde halfwaardetijd van een eiwit veertien dagen is. En toch: je
ziet iemand na twintig jaar en je herkent hem onmiddellijk. Terwijl iedere
molecuul in zijn lichaam vervangen is. Iedere minuut wordt een halve gram eiwit
vervangen: zo'n miljard miljard moleculen. Wij zijn, inclusief ons brein, de
creatieve prestatie van een levend systeem waarvan de genen maar één onderdeel
zijn.
``Een van de grote problemen in de biologie is dat aan het begin van de eeuw de
genetica en de ontwikkelingsbiologie gescheiden wegen zijn gegaan. Het gevolg
van de splitsing is dat we nog maar erg weinig weten van de regels van
ontwikkeling. Een baby heeft een aangeboren zuigreflex. Na negen maanden, als
hij tanden krijgt, moet hij gaan kauwen: een totaal andere beweging met heel
andere neurologische processen. Die ontwikkeling moet een kind maken terwijl hij
óók een goede zuiger moet blijven. Door de scheiding tussen genetica en
onwikkelingsbiologie beschikt de wetenschap niet over de concepten om dat proces
goed te begrijpen.''
Je kunt toch zeggen: nou, dan wordt op een gegeven moment het `kauwgen'
aangeschakeld?
''Dat kun je zeggen, maar zo werkt het niet. Natuurlijk zijn bij dat proces
genen betrokken, maar alleen als integraal onderdeel van het biochemische orkest
van de cel. Moleculaire biologen laten het leven vaak beginnen met DNA, het
molecuul dat zichzelf zou kunnen kopiëren. Maar als biochemicus zeg ik dan: DNA
of RNA is volkomen inert, als het zich niet in een cel of een cel-achtige
omgeving bevindt. Zonder cel is het niets. Als we later terugkijken op de
twintigste eeuw zou het wel eens kunnen zijn dat het idee dat alles is
vastgelegd in DNA niet meer dan een Angelsaksische afwijking is geweest van een
continentale traditie waarin ontwikkelingsprocessen belangrijker zijn, in de
traditie van Piaget, Vigotsky en Luria, met veel meer aandacht voor complexiteit,
dynamiek en processen.''
Maar als de totaliteit de werking van de delen bepaalt in plaats van andersom,
waardoor is dan die totaliteit bepaald?
``Je ziet het al in eenvoudige chemische oplossingen, waarin patronen zich
stabiliseren en dynamische evenwichten onstaan. Het is evident dat de
moleculaire processen onderdeel zijn van die zelforganisatie die alleen op dat
algemenere niveau te begrijpen en te zien is.
De stabiliteit en de mogelijkheden
voor verandering zijn niet gelegen in één type molecuul of in één aspect van het
web van reacties. Die liggen in de eigenschappen van het netwerk als geheel.
Alleen via die dynamische complexiteit kunnen we de rol van genen in een cel
begrijpen. Dat geldt ook voor de hersenen. Al die snel fluctuerende elektrische
patronen in de hersenen kun je alleen maar begrijpen als je hun veranderingen in
de tijd bekijkt. De patronen bestaan niet in enige moleculaire of elektrische
configuratie: de betekenis ligt in de veranderingen. Traditionele moleculaire
hersenwetenschappers zeggen dan: `dat is ruis, een onbelangrijk bijverschijnsel.
We krijgen pas een beeld als we weten hoe neurotransmitter X in cel Y reageert
met een glutamaatreceptor nr.77A'. Ik vind dat fout, om het brein te begrijpen
moet je de systeemeigenschappen kennen, en dan zijn die fluctuaties ineens geen
ruis meer. Want daarin ligt dan het vermogen om te herinneren en te leren.
``Je kunt bijvoorbeeld een knock out-muis maken waarin het gen voor NCAM (neural
cell adhesion molecule) is uitgeschakeld, dat bij normale muizen cruciaal is
voor geheugen, voor de stabilisatie van bepaalde figuraties van synapsen. Zo'n
muis groeit redelijk normaal op, met een iets kleinere hersenschors, èn hij kan
wèl leren en onthouden. Het systeem is zo flexibel dat het kan compenseren!
Komt die manier van redeneren er niet op neer dat de verklaring van liefde het
best is te vinden in gedichten?
``Ja, ik geloof ook dat sommige aspecten van liefde beter door romanschrijvers
en dichters kunnen worden begrepen dan door neurowetenschappers of biologen.
Ik
word erg ongelukkig als ik de recente boeken van Dawkins (Unweaving the rainbow)
of E.O. Wilson (Consilience) lees waarin hun belangrijkste boodschap is: de
wetenschap heeft alle antwoorden. Wat een arrogantie. Maar ja, wat kun je
verwachten van Dawkins, die alle levende organismen typeert als `blinde robots
die slechts geprogrammeerd zijn om de egoïstische moleculen voort te brengen die
bekend staan als genen'. Dawkins leeft alleen maar met computermodellen. Hij
laat ontwikkeling en zelfs het hele organisme zelf links liggen. He is
profoundly misguided about how nature operates.''
Nooit meer praten Nu nog gaat iemand met psychische problemen naar een
psycholoog of psychiater. Om te praten. De psychiater luistert en stelt zijn
diagnose. Maar die diagnose is slechts een beschrijving, en verklaart niet het
mechanisme dat achter de klacht ligt. In de toekomst zal het anders gaan, zo
hield afgelopen dinsdag Dean Hamer het jubilerende Herseninstituut voor. Hamer
is hoofd van de afdeling Gene structure and regulation van het Nationaal
Kankerinstituut van de Verenigde Staten en auteur van Living with our genes
(1998). In de toekomst zal de dokter eerst een DNA-proefje doen, met behulp van
haar of wangcellen van de tobberige persoon. ``Ha!'', zo schetste Hamer het
toekomstperspectief, ``u heeft een serotonineprobleem!'' De dokter schrijft
onmiddellijk compenserende medicijnen voor. ``En pas wanneer de arts geen
biochemische oorzaak voor de psychische problemen heeft kunnen vinden zal hij
vragen: `hoe gaat het op je werk?''', aldus Hamer. Hamer was verrast dat hij
werd uitgenodigd ter gelegenheid van het negentigjarig bestaan van het
Herseninstituut. Samen met Steven Rose, Gerald Edelman, Vilayanur Ramachandran
en Michael Gazzaniga kreeg Hamer de C.U. Ariëns Kappers Medaille, vernoemd naar
de eerste directeur van het instituut. ``Maar ik kijk eigenlijk niet naar het
brein. Ik kijk naar de input (de genen) en de output (het gedrag), maar niet
naar wat daar tussen zit. Hersenen zijn voor mij een soort missing link.'' Zijn
genetisch-farmocologische toekomstvisie onderbouwde Hamer met een verhaal over
het gen voor de transporter voor de neurotransmitter serotonine. Dit gen komt
onder de bevolking in een korte en een lange variant. De langere versie werkt
ongeveer twee keer zo efficiënt in de aanmaak van de transporter, hetgeen weer
een effect heeft op de verdeling van serotonine in het brein - met alle
mogelijke gevolgen vandien. Hamer: ``Toen ik zeven jaar geleden begon aan dit
soort onderzoek zag ik niets in de theorieën over serotonine. Want ik las dat
het te maken zou hebben met depressie, angsten, verslaving, zelfmoord, agressie,
sociale dominantie, sexueel gedrag, samenwerking. Ik zou daar door genetisch
onderzoek wel eens even helderheid in gaan brengen. Nu denk ik daar anders over.
Serotonine grijpt inderdaad aan op heel veel systemen, overal in het brein.'' Om
het effect van de gen-variatie te onderzoeken legde Hamer proefpersonen een
vragenlijst voor om hun neuroticisme te testen. Daaronder vallen
persoonlijkheidstrekken als angstigheid, vijandigheid, depressie, verlegenheid.
In feite gaat het om `negatieve emotionaliteit', aldus Hamer. Vervolgens werd
gekeken welke van de varianten de personen hadden. En wat bleek? Het gen bleek
ongeveer 5 procent van de variatie te verklaren. Dat betekent dat de verdeling
van de verschillende niveaus van neuroticisme in de groep met het korte gen iets
verder naar de hoge kant was verschoven. Ook allerlei andere verbanden doken op.
Neurotische mensen hebben de neiging meer te roken dan anderen, maar neuroten
met de kort variant van het transporter-gen roken nòg vaker. Ook bleken de
mensen met een kort gen gevoeliger voor seizoensdepressies. Èn mensen met het
kortere gen bleken seksueel actiever te zijn. Hamer: ``Zo zie je maar weer hoe
moeder natuur werkt en hoe zo'n sombermakend gen zich toch zo verspreid kan
hebben. Want het gen is niet geïnteresseerd in hoe de persoon zich voelt, het
gaat er alleen maar om dat het wordt doorgegeven.'' Steven Rose hoorde het
hoofdschuddend aan. Er wordt veel te gemakkelijk met eenvoudige statistische
correlaties en vage definities gewerkt, zou hij later in zijn eigen speech
zeggen. Maar ook Hamer zelf plaatste kanttekeningen bij zijn `genetische'
verhaal. Simpel zal het nooit worden,
aldus Hamer. Want in totaal heeft de mens minstens 100.000 genen, waarvan
tenminste 60 procent te maken heeft met het brein. Enkele genen bepalen soms
meer dan een eigenschap, en soms hebben alleen combinaties van genen invloed. En
de omgeving - van het sociale milieu tot de allerindividueelste ervaring -
veroorzaakt allerlei specifieke toevallige patronen die onvoorspelbaar zijn. En ook farmacologisch ingrijpen, waar Hamer op
zich veel van verwacht, leidt tot onvoorspelbare effecten. Hamer: ``Je geeft
iemand een middel tegen depressie, maar daardoor verliest hij interesse in seks.
Vervolgens maakt dat hem weer depressief.'' Hamer werd in 1993 bekend door de
ontdekking van het X-chromosomale gen Xq28, dat homofilie zou veroorzaken.
Homo's gingen zelfs rondlopen met de tekst Thanks mom for Xq28 op hun t-shirts.
Maar inmiddels heeft een andere onderzoeksgroep niets van dat effect kunnen
vinden. Nader onderzoek is nodig, aldus Hamer.
Info:
Steven Rose: `From Brains to Consciousness? Essays on the new sciences of the
mind', Penguin 1998; `Lifelines. Biology, Freedom, Determinism', Penguin 1997