Breinspraak

Er was veel aandacht voor het artikel in het New England Journal of Medicine van 3 februari 2010 (http://content.nejm.org/cgi/content/full/NEJMoa0905370), ‘Vrijwilllige modulatie van hersenactiviteit in bewustzijnsstoornissen’. Het artikel rapporteert over een vegetatieve coma-patiënt die al meer dan drie jaar geen enkel teken van begrip in reactie op wat voor prikkel dan ook had gegeven. Hersenscans hebben nu laten zien dat dat begrip er wel degelijk is. Men verwart het alleen met bewustzijn.
Bij gezonde mensen was al vastgesteld wat een bepaald soort verbeelding doet in de hersenen. Als je mensen instrueert om zich voor te stellen dat ze aan het tennissen zijn, zie je relatief veel activiteit in een stuk van de motorisch hersenschors. Waarschijnlijk zou je dit ook zien als het om voetbal of schaatsen zou gaan. Als je hen daarentegen vraagt om zich de verschillende kamers van het eigen huis voor te stellen (of een andere bekende omgeving), dan zie je relatief veel activiteit in een deel van de visuele cortex (het ‘navigatiegebied’). Vervolgens blijken diezelfde gezonde mensen ook in staat om door deze gebieden te activeren ‘ja’ of ‘nee’ antwoorden te geven.
Deze zelfde procedure werd gehanteerd bij 54 coma-patiënten in vegetatieve of ‘minimaal bewuste’ toestand. Van die 54 bleken er vijf het zelfde effect te produceren in de verbeeldingscondities als de gezonde mensen. Een van deze vijf werd vervolgens aan de ja/ nee procedure onderworpen, en produceerde een resultaat dat vergelijkbaar was met dat van de gezonde mensen. Met name dit laatste resultaat is zondermeer spectaculair te noemen. Ga maar na wat er gebeurt. De tot dan toe volstrekt non-responsieve patiënt krijgt een reeks (vermoedelijk verbaal-auditieve) instructies. Dat moet ongeveer als volgt gegaan zijn: ‘We gaan je dadelijk vragen stellen. Als je ja wilt antwoorden denk je aan tennis, als je nee wilt antwoorden, denk je aan navigatie.’ Vervolgens wordt de eerste vraag geteld. Een tiental seconden later weerklinkt de instructie ‘antwoord’. Deze sequentie van vraag (steeds weer een andere) en antwoord-instructie wordt vervolgens nog vijf keer herhaald. De vragen betreffen achteraf verifieerbare zaken, zoals ‘je vader heet …’ en ‘je hebt … broers’. Bij vijf van de zes vragen wist de patiënt, als het correcte antwoord ‘ja’ was, vooral het motor-gebied te activeren, en als het correcte antwoord ‘nee’ was, vooral het navigatie-gebied.
Een opvallend aspect is dat op deze manier bij de gezonde vrijwilligers alle in totaal 48 vragen, en bij de patiënt vijf van de zes vragen correct beantwoord werden. Met andere woorden, voor vrijwel elke specifieke individuele vraag gaf het patroon van hersenactivatie, zoals gemeten met fMRI-scans, het correcte antwoord aan. Dat is opmerkelijk omdat bij dit soort metingen doorgaans een hoop herhalingen van dezelfde situatie nodig zijn om te kunnen ontcijferen welke activatie consistent is en welke niet. De truc hier was dat het principe van de herhaling al toegepast was in de eerste fase, waarin het resultaat van verbeelding, tennis dan wel navigatie werd vastgesteld. Dat leverde per individu een betrouwbaar beeld op van welk deel van het brein precies bij navigatie betrokken was en welk bij tennis. Deze betrouwbare referentie-patronen van twee heel specifieke gebieden konden vervolgens voor elke individuele vraag gebruikt worden om vast te stellen of het antwoord meer naar ‘ja’ dan naar ‘nee’ neeg. Bij die ene vraag waar de patiënt niet op antwoordde was de activiteit in beide gebieden ongeveer even hoog, of beter gezegd, even klein.
Dat individuele vragen dus in één keer, zonder herhalingen, beantwoord kunnen worden, draagt bij aan de toepasbaarheid van deze techniek in de praktijk. Daarbij moet wel bedacht worden dat de fMRI-respons op een individuele antwoord-instructie nog altijd tien of meer seconden nodig heeft om zich te voltrekken. Mede daarom loont het de moeite om dezelfde logica toe te passen met behulp van het ElectroEncephaloGram (EEG). In principe is het differentieel activeren van de genoemde hersengebieden ook met het EEG te meten, al is een dergelijke localisatie met EEG in de praktijk lastiger dan met fMRI. Daar staat tegenover dat als het lukt, het antwoord binnen een fractie van een seconde duidelijk is. Ook is een EEG-meting veel goedkoper, en je hebt er slechts een paar dopjes op het hoofd, een versterkertje, en een laptop voor nodig; vergelijk dat met de enorme scanner waar proefpersonen in moeten kruipen voor een MRI scan. Het zou dus zeker de moeite waard zijn om EEG te proberen in deze context.
Een ander opvallend aspect is dat de auteurs heel nadrukkelijk een relatie met ‘bewustzijn’, of beter gezegd, ‘bewuste gewaarwording’ (‘awareness’) proberen te leggen. De auteurs wijzen op het feit dat een en dezelfde antwoord-instructie (namelijk het woord ‘antwoord’) leidt tot verschillende soorten hersenactivatie, die puur bepaald wordt door de context (wil ik ja of nee zeggen). Dat pleit volgens hen meer voor een interpretatie in termen van een ‘conscious decision (or 'mindset') about which answer to give’, dan voor het idee dat de specifieke hersenactivaties het gevolg zijn van ‘automatische’, wellicht onbewuste processen. Het is de vraag of dit een zinvolle benadering is. Zolang er geen objectief hersenactiviteit-correlaat van bewuste gewaardwording gedefinieerd is, zal het lastig zijn om te bewijzen dat een typisch covert, intern verschijnsel als bewustzijn aan de orde is. Het is ook de vraag of dat wel zo interessant is. Praktisch gezien biedt deze techniek zulke patiënten de mogelijk om redelijk gedifferentieerd te communiceren met hun omgeving. Normaal zou je zeggen: deze patiënt begrijpt wat er aan hem gevraagd wordt. ‘Begrip’ is dan het vermogen om bepaalde informatie uit de omgeving te gebruiken voor zinvolle reacties, in dit geval zoals gemeten in de hersenen zelf. Of iets ongrijpbaars als ‘bewustzijn’ daarbij een rol speelt, is eigenlijk nogal secundair.

Leon Kenemans