In zijn boek beschrijft de emeritus hoogleraar fysiologische psychologie de verwondering die zich van hem meester maakte bij het besef van miljarden hemellichamen op ontzagwekkende afstanden van elkaar. En hij trekt een vergelijking met de anderhalve kilo eiwit die eenieder van ons onder zijn schedeldak heeft: ons brein, met 60 miljard neuronen of hersencellen.

De ondertitel van het boek, „een fenomenale ontdekkingsreis”, klinkt wellicht wat hooggespannen, maar doet wel recht aan de inhoud. De lezer krijgt een prachtig overzicht voorgeschoteld van belangrijke inzichten uit de hersenwetenschap. Bijzonder is daarbij het historische perspectief: in zijn tocht langs de geschiedenis van belangrijke ontdekkingen over de werking van ons brein noemt Brunia voortdurend man en paard.

Al die namen en portretten zijn niet storend omdat Brunia onderhoudend schrijft. Hij weet de tekst op zijn tijd te verluchtigen met anekdotes. Zo leren we dat de Spaanse wetenschapper Santiago Ramon y Cajal (die in 1906 de Nobelprijs zou krijgen) zeer vereerd was met een uitnodiging (in 1894) van de Royal Society uit Engeland om een lezing te komen geven. De beroemde Engelse geleerde Charles Sherrington bood hem logies aan.

Uilen

Cajal was diep onder de indruk van de hartelijke en gewone manier van doen van de Engelse geleerden, schrijft Brunia. „In Spanje ging dat er heel anders aan toe. Daar zaten professoren op hun stoel recht voor zich uit te kijken als uilen in een kerktoren, zonder de neiging te hebben ook maar iets samen te doen.”

Uiteraard gaat het vooral om de wetenschappelijke verdienste van Cajal: niet alleen legde hij voor het eerst de enorme diversiteit aan structuren bloot van verschillende hersencellen, die hij onder de microscoop bekeek en nauwkeurig natekende, hij ontwikkelde ook een theorie over de manier waarop hersencellen met elkaar verbonden zijn. Tegen de heersende ideeën in, meende Cajal dat hersencellen niet fysiek met elkaar in contact staan, de bedrading van de verschillende cellen zit niet aan elkaar vast, maar er is een kleine ruimte tussen de uitlopers van de cellen.

Hij bleek gelijk te hebben, hoewel het raadsel van de communicatie tussen hersencellen pas later opgehelderd werd: chemische boodschapperstoffen (neurotransmitters) overbruggen de afstand van de ene hersencel naar de andere en zetten zo de prikkeloverdracht in gang.

Het brein is enerzijds een netwerk van miljarden hersencellen die verbinding maken met elkaar, anderzijds kunnen er ook specifieke functies aan gebieden in de hersenen toegeschreven worden. Bekend is een gebied voorin de linkerhersenhelft, het gebied van Broca, dat van groot belang is voor het produceren van spraak. Beschadiging van dit gebied leidt tot spraakproblemen.

Wiskundeknobbel

Het idee dat functies van ons brein, zoals taal, rekenen, waarnemen enzovoorts, toegeschreven kunnen worden aan bepaalde hersengebieden is populair geworden door het werk van de Weense arts Franz-Joseph Gall (1758-1828). Begrippen als ”wiskundeknobbel” hebben we aan hem te danken: hij was van mening dat elk hersengebied een eigen functie heeft en je aan uitstulpingen op de schedel kunt meten of het betreffende gebied extra ontwikkeld is.

Volgens Brunia gingen Galls ideeën terug op een ervaring in zijn jeugd: het was hem als kind opgevallen dat een klasgenoot met uitpuilende ogen een uitstekend geheugen had. Hij vroeg zich af of er een verband bestond tussen zulke uiterlijke kenmerken en psychologische eigenschappen en ging zich later professioneel met die vraag bezighouden. Zijn werk was tijdens zijn leven al controversieel en kan nu als achterhaald worden beschouwd.

Toch is het onderliggende idee in veel hersenonderzoek terug te vinden: op basis van kleurrijke plaatjes gemaakt met een hersenscanner wordt immers ook vaak gezegd dat bepaalde gebieden een rol hebben bij psychologische functies. Ten dele heeft Gall dus gelijk gekregen, ook al zijn zulke hersengebieden beter te vergelijken met verkeersknooppunten, die juist belangrijk zijn door de verbindingen die zij hebben met andere plaatsen.

Brunia’s tocht voert de lezer verder langs de werking van het ruggenmerg, de kniepeesreflex, en de vraag hoe wij onze bewegingen aansturen (met als voorbeeld een violist die zijn instrument bespeelt). De lezer krijgt uitleg over moderne technieken voor het meten van hersenactiviteit, zoals het elektro-encefalogram (EEG) en functionele MRI. Met een EEG kan de elektrische activiteit van het brein als hersengolven gemeten worden op de schedel. Deze techniek heeft laten zien dat er al activiteit in het brein is voordat iemand zich ervan bewust is dat hij zijn hand wil gaan bewegen. Deze hersengolf wordt „bereidheidspotentiaal” genoemd en wordt door veel hersenwetenschappers als bewijs gezien dat onze handelingen aangestuurd worden door onbewuste processen in ons brein waar we zelf geen weet van hebben.

Velen trekken dit door tot de boude stelling dat we geen vrije wil hebben. Brunia is terecht kritisch over die interpretatie. Hoewel de bereidheidspotentiaal inderdaad een onbewust proces weergeeft dat eerder in gang is gezet dan de bewuste handeling zelf, is het volgens Brunia aannemelijk dat er op een nog eerder tijdstip een bewuste beslissing is geweest. In het experiment met de hersengolven is dat het moment waarop de proefpersoon besluit deel te nemen aan het experiment en te gaan doen wat de proefleider opgeeft.

Het IK

Aan het eind van het boek bespreekt Brunia een aantal ”hogere orde”-functies van ons brein (waarin we ons onderscheiden van de meeste diersoorten), zoals het vermogen om je te verplaatsen in anderen en emoties te begrijpen. Het gaat daarbij over de ander in relatie tot jezelf. Dit brengt hem op de vraag wat het ”ik” dan precies is, en hoe het in het brein te vinden is. Hij is niet erg helder in zijn antwoord, enerzijds is hij van mening dat ”het IK” een product is van ons brein, anderzijds is het ongrijpbaar. Hij sluit zich wat het laatste betreft aan bij de bekende Amerikaanse psycholoog Steven Pinker, die geschreven heeft: „Het IK is geen combinatie van lichaamsdelen, breintoestanden of informatie-bits, maar een eenheid van ZELF-zijn door de tijd heen zonder specifieke localisatie in het brein.”

Het lijkt me echter dat Pinkers stelling, dat het IK geen combinatie van breintoestanden is, op gespannen voet staat met Brunia’s mening dat het IK een product van ons brein is. Brunia komt er eigenlijk niet goed uit hoe dat nu precies zit met de verhouding tussen lichaam en geest. Dat is niet verwonderlijk, want het probleem houdt filosofen al sinds mensenheugenis bezig. Dat ons bewustzijn geproduceerd wordt door hersenactiviteit staat volgens Brunia, die zich rekent tot de materialisten, buiten kijf. „Het probleem is alleen dat we niet snappen hoe dat kan.”

Misschien moet de basisveronderstelling van materialisten, dat alles wat bestaat stoffelijk is, ter discussie gesteld worden. Dat zou meer in de geest zijn van Thomas Willis, de 17e-eeuwse Engelse anatoom die als hoogleraar in Oxford werkte, en aan wie we belangrijke anatomische inzichten te danken hebben over het bloedvatenstelsel in de hersenen. Toen hij in een brein aan het snijden was, vertelt Brunia, vroegen omstanders hem waar de ziel zat. Hij antwoordde eenvoudig dat de ziel onstoffelijk is en dus niet te zien is. „Wie hem zoekt tussen zenuwen, bloedvaten, synapsen of cerebrale structuren is met een hopeloze taak bezig.”

De auteur is hoogleraar cognitieve neuropsychiatrie bij de afdeling neurowetenschappen van het UMCG en de afdeling psychologie van de RUG

Boekgegevens Het brein van farao tot fMRI, Kees Brunia; uitg. Eburon, Delft, 2016; ISBN 978 94 630 103 06; 528 blz.; € 29,95.