Hollands Maandblad. Jaargang 1998 (602-613)

[p. 14]

‘Ohne phosphor kein gedanke’¹
door Jacob F. Orlebeke

Wat zou het toch leuk zijn als domheid gewoon door het slikken van een pil in schranderheid kon worden veranderd. Je rapportcijfers via een bezoek aan de apotheker op het gewenste niveau brengen: Welke scholier wordt op gezette tijden niet door dergelijke fantasieën bezocht? En welke ouders zouden niet graag op die manier van hun uil een valk maken? Zover zal het wel niet komen - nog afgezien van de vraag of het eigenlijk wel zo leuk is als iedereen even slim of goed is. Maar dat neemt niet weg dat wij naar mijn oordeel ooit in staat zullen zijn om intellectuele kenmerken, zoals geheugen en intelligentie, via farmacologische ingrepen te verbeteren. Dat zal, geleidelijk aan, binnen één à twee generaties wel realiteit kunnen worden. De huidige stand van de wetenschap geeft daarvoor al tamelijk overtuigende argumenten en de mogelijke technieken. We dienen daarbij in de eerste plaats te denken aan ingrepen die gericht zijn op het opheffen of bestrijden van cognitief-intellectuele defecten en ziekten als leesstoornissen en dementie. De mogelijkheid om op zichzelf normale en gezonde kenmerken te verbeteren, lijkt wat verder weg te liggen maar mag toch ook niet worden uitgesloten. Hoe dat kan, en of het geoorloofd is, zijn andere vragen. Maar dát het zal kunnen, is zeer aannemelijk. Voor je daarover begint, dienen we ons te realiseren op welke manier wij tegen de relatie tussen hersenen en gedrag (of bewustzijn) - het aloude lichaam-ziel probleem - aankijken. Immers, helderheid daarover is gewenst omdat gedrag en cognities gedefinieerd zijn op het ene niveau en de (vermoedelijke) interventies zich afspelen op een ander, in biologische en biochemische termen gedefinieerd, niveau. Op gedragsniveau spreken we dan van leren of geheugen, op neurofysiologisch niveau (bijvoorbeeld) van long term potentiation (ltp), een blijvende toename in de sterkte van een synaptische respons (de connectie tussen twee zenuwcellen). Maar de fundamentele vraag die thans aan de orde is, gaat verder, namelijk: kunnen - om bij het voorbeeld te blijven - ltp en geheugen qua snelheid en effectiviteit structureel verbeterd worden of kan aan achteruitgang daarin - zo kenmerkend voor het proces van cognitieve veroudering - een halt worden toegeroepen?

Laten wij eerst een blik werpen op de klassieke mind-body vraag.

What is mind? No matter. What is matter? Never mind.

Met deze woordgrap van Gerald Edelman in zijn Bright Air, Brilliant Fire. On the Matter of Mind wordt het spanningsveld tussen hersenen en bewustzijn en de ogenschijnlijke onoplosbaarheid ervan, kernachtig aangegeven. De dwingende, naïeve opvatting dat geest en materie of bewustzijn en hersenprocessen twee niet tot elkaar te herleiden substanties zijn, blijft hardnekkig present, ook als we voor iedereen overtuigende voorbeelden geven van het tegendeel. Neem de effecten van alcohol op gedrag en bewustzijn. Ja, dat beaamt eenieder zonder aarzelen. Maar vervolgens wordt overgegaan tot de dualistische orde van de dag.

Die eeuwenoude dualistische opvatting van twee wederzijds onherleidbare substanties, die via Aristoteles, Plato, Augustinus, Thomas naar Descartes tot op de huidige dag het westerse denken beheerst, vermoedelijk mede door de congruentie met godsdienstige dogma's omtrent een sterfelijk lichaam (soma) en een onsterfelijke ziel, staat de laatste decennia - zeker in wetenschappelijke kring - onder zware druk. Toen ik eind jaren vijftig aan de vu in Amsterdam ging studeren, was de door de toenmalige, nationaal bekende psycholoog en pedagoog Jan Waterink voorgestane opvatting dat de psychologie zich bezighoudt met de bestudering van de ziel ‘die een eigen substantie heeft en geformeerd is voor de eeuwigheid’, dus dat deel van de mens dat na de dood overblijft (Ons Zieleleven, Wageningen: Zomer & Keuning, 1956). Dat is radicaal veran-

1 Beroemde uitspraak van de Nederlandse fysioloog/filosoof Jacobus Moleschott (1822-1893) om zijn materialistische visie op de eenheid van lichaam en geest te onderstrepen.

[p. 15]

derd, vermoedelijk hoofdzakelijk door de opvallende accumulatie van kennis over de werking van de hersenen en - misschien ook - door de ontkerstening waardoor de dagen van de onsterfelijke ziel geteld lijken. En daar komt dan bovendien nog bij dat de meeste dualistische denkers de lichaam-ziel dichotomie reserveerden voor de mens. Dieren zouden alleen een naar natuurwetten luisterend soma hebben. De mens had een ziel, een vrije wil, die aan natuurwetmatigheden ontsnapt, en daarmee impliciet ook aan de mogelijkheid die ziel natuurwetenschappelijk te onderzoeken. Maar sinds Darwin is duidelijk geworden dat de biologische structuur en evolutie van mens en dier - en dus van mensenhersenen en dierenhersenen - niet principieel verschillen. Met andere woorden, voor het mens-dier onderscheid was het dualisme ook al niet meer nodig. En de ziel - we spreken tegenwoordig liever over gedrag en ervaring - wordt vandaag de dag met veel succes bestudeerd volgens de methode der natuurwetenschappen.

De - meestal impliciete - overheersende opvatting onder neurowetenschappers is, door de feiten gedwongen, een monistische. In feite is er maar één substantie die zich op twee manieren aan ons voordoet: als geest, psyche, ziel, bewustzijn, beleving enerzijds en als anatomisch of functioneel aanwijsbare structuur met neurofysiologische, biochemische en endocriene processen en toestanden, anderzijds. Een dualistisch standpunt vereist de onwaarschijnlijke aanname dat aan een constant met de ervaring en de bewustzijnstoestanden veranderend biologisch substraat nog een andere (onzichtbare) substantie wordt toegevoegd, welke in feite niet noodzakelijk is om de ‘machine’ te kunnen begrijpen. Sterker nog, dat begrip wordt door zo'n assumptie in feite totaal onmogelijk gemaakt omdat je dan weer zou moeten aannemen dat die ‘externe’ substantie een eigen leven kan hebben dat zich niets hoeft aan te trekken van de biochemische processen. Kortom, het dualisme is een logische en empirische onmogelijkheid.

Merkwaardig genoeg is het monisme minstens zo oud als de dualistische visie. Wij treffen hem reeds aan bij de pre-socraticus Democritos en - in diens kielzog maar wel veel later - ook bij de Schot Thomas Hobbes. Deze grondleggers van het wijsgerig materialisme stellen zich op het standpunt dat er slechts één substantie is. Hobbes probeert in zijn beroemde De homine uit 1657 de menselijke geest te verklaren vanuit een zogeheten corpusculair² model van de natuur. En, wat Nederland betreft, wijs ik op de monist Moleschott aan wie ik de titel van deze bijdrage ontleende.

Het is niet overdreven om te stellen dat onderzoekers in de neurowetenschappen - zonder daarover voortdurend rekenschap af te leggen - zich als monisten gedragen in hun wetenschappelijke bezigheden maar daarbuiten het dwingende karakter van het dualisme niet altijd kunnen weerstaan.

De wetenschap die zich met de relatie tussen hersenen en gedrag (tegenwoordig aangeduid als cognitieve neurowetenschappen) bezighoudt is dus impliciet en noodzakelijk monistisch: het ene is het andere. Een psychiater kan de toestand van een depressieve patiënt veranderen door die patiënt met behulp van gesprekstechnieken te behandelen. Als de therapie succesvol is (de patiënt zegt dat hij zich beter voelt) dan is via een aantal schakels het corresponderende biologische substraat causaal meetbaar meeveranderd (constateerbaar in bijvoorbeeld veranderde elektrische activiteit van de hersenen, wat op zijn beurt het gevolg is van onder meer gewijzigde dichtheid en gevoeligheid van receptoren op zenuwcellen, veranderde hormoonspiegels, enzovoorts. Deze cascade van gebeurtenissen kan echter evengoed (maar doorgaans niet voor hetzelfde geld!) worden omgekeerd: verscheidene door de farmaceutische industrie ontwikkelde antidepressiva hebben vergelijkbare effecten op beide niveaus van beschrijving en illustreren deze stelling maar al te goed. Soms is de ene ingang effectiever, soms de andere. De voorbije decennia zien we gekenmerkt door pendule-achtige verschuivingen in opvatting daarover met Foudraine-adepten (praten is beter) aan de ene kant en Van Praag-aanhangers (biologische psychiatrie = pillen zijn beter) aan de andere. Ik chargeer, maar de essentie is correct.

Beiden hebben tot op zekere hoogte gelijk maar, zoals gezegd, soms is de ene strategie effectiever en soms de andere. Als de oorzaak van sterke angstgevoelens gelegen is in een verkeerde perceptie van de werkelijkheid (iemand denkt bijvoorbeeld dat een stuk touw een slang is; men spreekt dan wel van een top-down proces) dan is het veranderen van die cognitie veel effectiever dan het toedienen van een anxioliticum. Maar als er sprake is van ongerichte, free floating anxiety (bottom-up) dan zou een farmacologische interventie wel eens veel meer effect kunnen sorteren.

2 Corpusculair verwijst naar de idee dat licht straling is die herleidbaar is tot beweging van deeltjes.

[p. 16]

De ontwikkeling van geneesmiddelen die erop gericht zijn de stemming (in gunstige richting) te veranderen, de psychofarmaca, heeft na wo-11 een hoge vlucht genomen. De strategie die daarbij wordt gevolgd is niet zelden een tamelijk ongerichte ‘schot hagel’ aanpak gecombineerd met een dosis geluk. Maar heeft men eenmaal raak geschoten, dan beschikt men niet alleen over een geneesmiddel maar ook over kennis van het werkingsmechanisme achter bepaalde verschijnselen en (dus) over het waarom van individuele verschillen daarin.

Mensen verschillen aanzienlijk in talloze gedragskenmerken: angstigheid, depressiviteit, ruimtelijk inzicht, muzikaliteit, taalvermogens, en ga zo maar door. Die verschillen blijken voor een aanzienlijk deel (laten we zeggen voor zo'n 50 à 60%) toegeschreven te kunnen worden aan verschillen in erfelijke aanleg. Dat weten we door gewoon te kijken naar overeenkomsten en verschillen tussen meer en minder genetisch verwante mensen. Daar vloeit nog geen bloed bij of - beter gezegd - dat kunnen we al weten door uitsluitend op één niveau (het gedrag) te meten. Maar het geeft al wel aan dat er factoren op dat andere niveau mee geassocieerd zijn. Genen zijn de recepten voor de synthese van eiwitten die op hun beurt de bouwstenen van onze organen, zoals de hersenen, vormen. En specifiek daarbinnen zijn er weer talloze verschillende eiwitten voor verschillende deelfuncties, zoals receptoren en enzymen die een rol spelen bij de productie van overdrachtstoffen (neurotransmitters, zoals dopamine en serotonine). Kortom, als mensen verschillen in gedragskenmerken, dan verschillen ze per saldo in eiwitten, althans voorzover die kenmerken genetisch zijn bepaald. Wie in staat is die eiwitten te veranderen of te beïnvloeden, is in staat om het gedrag te veranderen. Structurele verandering van eiwitten kan (tijdens een mensenleven) alleen optreden door dna-schade, bijvoorbeeld door blootstelling aan straling en door het proces van veroudering. In die gevallen zijn de gevolgen doorgaans negatief.

Nu zijn we er inmiddels aan gewend geraakt dat gedragskenmerken die in de sfeer van gevoelens en emoties liggen tot op zekere hoogte met farmaca reguleerbaar zijn. En doorgaans kennen we ook het werkingsmechanisme. Prozac, om maar een tot de verbeelding sprekend product van de farmaceutische industrie te noemen, onderdrukt het opnieuw opnemen van de overdrachtstof serotonine door de zenuwcel die zelf die stof heeft aangemaakt. Daardoor blijft er meer beschikbaar voor de impulsoverdracht. Omdat we bovendien - zelfs in de eerste plaats - gemerkt hebben dat Prozac depressies onderdrukt, weten we iets van het biologisch substraat van depressies. Maar we weten het nog niet écht goed: er zijn bijwerkingen en het resultaat is lang niet altijd perfect. Dat komt omdat we maar naar een deel van de kaart kunnen kijken ipv naar de hele kaart. Serotonine-synthese en serotonerge prikkeloverdracht zijn (natuurlijk) niet het hele verhaal. Om dat verhaal te kennen moeten we alle genen in kaart brengen die bij het ontstaan van depressies een rol spelen. Dat zijn er - zoveel is zeker - meerdere en tot voor kort was dat besef een voldoende reden om maar niet verder op dna-niveau te gaan zoeken: totaal onbegonnen werk. De razendsnelle ontwikkelingen in de moleculaire genetica van de laatste paar jaren heb-

[p. 17]

ben deze situatie evenwel drastisch veranderd. Het is thans in principe mogelijk om het genotype van complexe, polygenetische eigenschappen (zoals depressie en vele andere) zichtbaar te maken. Als dat lukt - als het morgen niet is, dan overmorgen - dan zijn de eiwitten bekend waarvoor de betreffende genen coderen. Dat kan dan vervolgens het aangrijpingspunt zijn voor een (bijna) perfect farmacon. Theoretisch is het ook denkbaar dat voor bepaalde kenmerken iemands genotype wordt veranderd. Dit wordt thans voor bepaalde ernstige aandoeningen al toegepast: de zogeheten gentherapie. Het ontwikkelen van nieuwe geneesmiddelen via de identificatie van de betrokken genen is dan ook de nieuwe strategie van de farmaceuten. Dat is geen schot hagel meer maar een nauwkeurig aangestuurde kruisraket!

Deze benadering geldt natuurlijk niet alleen voor menselijke eigenschappen in de sfeer van gevoelens en emoties maar evenzeer voor een grote verscheidenheid aan kenmerken die voor intellectueel gedrag en gezondheid van belang zijn. Op dit moment is de aandacht in de eerste plaats gericht op complexe, veel voorkomende, erfelijke aandoeningen zoals astma, hyperlipedemie, ziekte van Alzheimer, diabetes. Daarvan is op genetisch-epidemiologisch niveau vastgesteld dat erfelijkheid er een belangrijke rol in speelt. En dat is eveneens het geval met intelligentie en de verscheidene deelaspecten daarvan. Naar schatting 50-70% van de verschillen tussen mensen in intelligentie kan worden toegeschreven aan de invloed van erfelijke factoren. Dat is een wetenschappelijk robuust gegeven, dat in talloze studies is gerapporteerd. Zo'n cijfer is een goed uitgangspunt om te proberen om met behulp van zogenaamd koppelingsonderzoek alle betrokken genen (men spreekt van quantitative trait loci - qtl 's) in kaart te gaan brengen. Dit is ingewikkeld en succes is niet op voorhand gegarandeerd en ik verwacht dan ook dat het nog wel een aantal jaren zal duren vooraleer er van een belangrijke doorbraak gesproken kan worden. Dat heeft te maken met de omstandigheid dat het nu (nog) onmogelijk is om het gehele genoom in één keer te overzien. Men zoekt nu op kleine delen van het genoom waar men op grond van reeds beschikbare markers, verwacht iets te zullen vinden. Dan wordt bijvoorbeeld gedacht aan genen/eiwitten die betrokken zijn bij de opbouw van de myelineschede rond zenuwvezels, van belang voor de snelheid waarmee signalen zich verplaatsen. Snelheid van verwerking is een algemeen kenmerk van intelligentie. Op een aantal plaatsen op de wereld, onder meer aan de bekende Amerikaanse Pennsylvania State University, wordt daar op dit moment aan gewerkt. Daarnaast vindt al langer onderzoek plaats naar de moleculair-genetische basis van specifieke cognitieve stoornissen, zoals het onvermogen om vlot te lezen (dyslexie) of een sterke terugval in het geheugen. Omdat vermoedelijk geleidelijk aan zal blijken dat het aantal bij iq betrokken genen (lees: eiwitten) zó groot is, dat een enkel gen maar een zeer klein deel van de verschillen in iq verklaart, lijkt de sciencefictionachtige idee van een ‘iq-pil’ op korte termijn niet erg waarschijnlijk maar liggen farmaca die gericht zijn op het opheffen van een specifiek cognitief defect - te denken valt aan bepaalde vormen van dementie en aan dyslexie - veel meer voor de hand. Dergelijke farmaca bestaan er tenslotte ook al voor andere stoornissen, zoals hyperactief gedrag bij kinderen en voor psychiatrische aandoeningen. Die zijn nog met de inmiddels klassieke methode ontwikkeld. Met de combinatie van de genetische epidemiologie en de moleculaire genetica hebben we nu echter een machtig arsenaal in handen om veel gerichter, efficiënter en completer te zoeken naar stoffen waarmee we vermoedelijk deelaspecten van het intellectueel functioneren (zoals het geheugen) kunnen verbeteren maar vooral verschillende pathologieën kunnen bestrijden.

De maatschappelijke implicaties van dergelijke ontwikkelingen kunnen ingrijpend zijn. Als het intellectuele peil van een samenleving samenhangt met voorspoed, dan zouden farmaca en patenten daarop wel eens strategisch belangrijke goederen kunnen worden waarover conflicten kunnen ontstaan. De wereld zal er snel heel anders uit gaan zien. Het uitwerken van deze fantasie laat ik graag aan sciencefictionschrijvers over.